BR112015005796B1 - Composição aquosa de revestimento, método para fornecer um revestimento, e, revestimento - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO AQUOSA DE REVESTIMENTO, MÉTODO PARA FORNECER UM REVESTIMENTO, E, REVESTIMENTO. É provida uma composição aquosa de revestimento incluindo: quantidades particulares de certas primeiras partículas poliméricas sólidas tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 (Mi)m; certas segundas partículas poliméricas sólidas tendo um diâmetro médio de 2-20 (Mi)m, e suas misturas; e, terceiras partículas poliméricas sólidas tendo uma Tg calculada de -60ºC a 120ºC e um diâmetro médio de partícula de 50 nm a 500 nm; em que as segundas partículas sólidas poliméricas tem um valor K10 de menos que 1,9E + 10 N/m2; em que a diferença entre o índice de refração da superfície externa das segundas partículas poliméricas sólidas e o índice de refração das terceiras partículas poliméricas sólidas está entre 10E-4 a 10E-2; e que a composição aquosa de revestimento compreende menos do que 10% em volume de partículas extensoras inorgânicas. Um método para fornecer um revestimento da composição aquosa de revestimento e um revestimento antibrilho assim formado também são fornecidos.
Description
[001] Essa invenção refere-se a uma composição aquosa de revestimento, um método para fornecer um revestimento da mesma, e um revestimento polimérico antibrilho. Em particular, essa invenção refere-se a uma composição aquosa de revestimento incluindo: primeiras partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (grin) de índice de refração graduado de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60 a 0,99 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60 a 0,99 μm e um núcleo elástico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas; segundas partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (fornecida) de índice de refração graduado de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm e um núcleo elástico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas; e terceiras partículas poliméricas sólidas tendo uma Tg calculada de -60°C a 120°C e um diâmetro médio de partícula de 50 nm a 500 nm; em que a razão em peso seco de ditas primeiras partículas poliméricas sólidas para ditas segundas partículas poliméricas sólidas é 0,25:1 a 2:1; em que a razão em peso seco da soma das ditas primeiras partículas poliméricas sólidas e ditas segundas partículas poliméricas sólidas para ditas terceiras partículas poliméricas sólidas de 0,15:1 a 10:1; em que ditas segundas partículas poliméricas sólidas têm um valor K10 de menos que 1,9E + 10 N/m2; em que a diferença entre o índice de refração da superfície externa de ditas segundas partículas poliméricas sólidas e o índice de refração de ditas terceiras partículas poliméricas sólidas está entre 10E-4 a 10E-2; e que dita composição aquosa de revestimento compreende menos do que 10% em volume de partículas extensoras inorgânicas.
[002] Essa invenção pertence a uma composição de revestimento polimérica que é útil para revestimentos antibrilho e especialmente benéfica para revestimentos de baixa espessura aplicados sobre um substrato. Os revestimentos antibrilho fornecem um baixo brilho na superfície quando aplicados sobre um substrato e são comumente utilizados para revestimentos de plásticos, vidro, madeira e materiais a base de cimento. É muito comum o uso de revestimentos que contêm partículas de materiais inorgânicos tais como sílica ou partículas de silicato, também conhecidos na técnica de revestimentos como extensores, agentes de alisamento, agentes de fosqueamento e, por fornecerem uma propriedade antibrilho. Em alguns usos dos revestimentos antibrilho, é altamente desejável que o revestimento também forneça um alto grau de clareza da cor de contato, de modo que após o revestimento ser seco, o substrato subjacente seja claramente visível para alguém que esteja observando o substrato. A combinação antibrilho e claridade ótica é especialmente importante para fins de marketing e publicidade. Por exemplo, uma embalagem que é colocada sobre uma prateleira ou em uma unidade de refrigeração de uma loja que é exposta para armazenar luz pode parecer brilhante e altamente refletiva e, como resultado, é difícil para um cliente reconhecer as especificidades do produto, tais como o fabricante ou o tipo de produto na embalagem. O uso de extensores inorgânicos em um revestimento antibrilho serve para reduzir o reflexo da embalagem e auxiliar na ajuda de um cliente a identificar as especificidades do produto. No entanto, o uso de extensores inorgânicos é problemático em dois aspectos. Em primeiro lugar, o índice de refração do extensor inorgânico pode ser significativamente diferente daquele do polímero de ligação ou a dispersão do material inorgânico pode ser pobre; em ambos os casos, isso conduz ao desenvolvimento de turvação no revestimento, o que também leva a uma obliteração das especificações dos mesmos, isto é, a informação relevante para o conteúdo da embalagem. Em segundo lugar, extensores inorgânicos são normalmente duros e isso resulta em um revestimento que é inerentemente áspero ao toque ou sensação. Valor estético ideal das embalagens antibrilho não pode ser obtido usando extensores inorgânicos em revestimentos.
[003] Uma alternativa ao uso de extensores inorgânicos para revestimentos antibrilho é o uso de partículas poliméricas em revestimentos antibrilho. Partículas poliméricas tendo um diâmetro de partícula de 1-20 μm são particularmente úteis para aplicações antibrilho. A vantagem de polímeros orgânicos baseia-se na capacidade de fosquear uma superfície, sendo potencialmente de um índice de refração próximo àquele que se enquadre no polímero de ligação, o potencial sendo leve e sendo deformável enquanto retorna à sua dimensão inicial após uma certa pressão é aplicada.
[004] Patente U.S. n° 7.829.626 revela revestimentos mates para couro incluindo um componente aglutinante e certas partículas opacas de copolímero tendo um diâmetro médio de 1 a 20 micra.
[005] O problema que nós resolvemos com essa invenção é a capacidade de fornecer um revestimento tendo propriedades antibrilho sobre uma faixa de espessuras de revestimento através do uso de uma mistura particular de duas partículas poliméricas diferindo em tamanho e uma terceira partícula polimérica que funciona como um aglutinante para o revestimento.
[006] Alvos principais para o revestimento antibrilho incluem a capacidade de formar uma película e molhar o substrato, em particular substratos de poliolefinas, especialmente na extremidade inferior dos pesos alvos do revestimento, tal como 1,4-1,6 lbs./ream (2,19-2,5 μm) . O brilho alvo para um revestimento mate antibrilho está tipicamente entre 5 a 25, medido a 60°.
[007] Em um primeiro aspecto da presente invenção é fornecida uma composição aquosa de revestimento que compreende: primeiras partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: primeiras partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (grin) de índice de refração graduado de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm e um núcleo elástico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas; segundas partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (fornecida) de índice de refração graduado de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm e um núcleo elástico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas; e terceiras partículas poliméricas sólidas tendo uma Tg calculada de -60°C a 120°C e um diâmetro médio de partícula de 50 nm a 500 nm; em que a razão em peso seco ditas primeiras partículas poliméricas sólidas para ditas segundas partículas poliméricas sólidas é 0,25:1 a 2:1; em que a razão em peso seco da soma das ditas primeiras partículas poliméricas sólidas e ditas segundas partículas poliméricas sólidas para ditas terceiras partículas poliméricas sólidas de 0,15:1 a 10:1; em que ditas segundas partículas poliméricas sólidas têm um valor K10 de menos que 1,9E + 10 N/m2; em que a diferença entre o índice de refração da superfície externa de ditas segundas partículas poliméricas sólidas e o índice de refração de ditas terceiras partículas poliméricas sólidas está entre 10E-4 a 10E-2; e que dita composição aquosa de revestimento compreende menos do que 10% em volume, de partículas extensoras inorgânicas.
[008] Em um segundo aspecto da presente invenção é fornecido um método para fornecer um revestimento que compreende: (a) formar dita composição aquosa de revestimento do primeiro aspecto da presente invenção; (B) aplicar dita composição aquosa de revestimento a um substrato; e, (c) secar, ou deixar secar, dita composição aquosa de revestimento; em que o dito revestimento fornecido tem uma espessura de película seca de 0,8 a 3 vezes o diâmetro médio de dita.
[009] Em um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecido um revestimento formado pelo método do segundo aspecto da presente invenção, em que o dito revestimento tem um brilho especular a 60° de 5 e 25.
[0010] A composição aquosa de revestimento da presente invenção inclui primeiras partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: primeiras partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (grin) de índice de refração graduado de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm e um núcleo elástico, o núcleo tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas. Por "aquosa" entende-se aqui que a fase contínua da composição é predominantemente água, de preferência mais do que 70% em peso de água; outros componentes opcionais da fase contínua são solventes solúveis em água, oligômeros, polímeros e o semelhante.
[0011] A composição aquosa de revestimento da presente invenção inclui primeiras partículas poliméricas sólidas, secundas partículas poliméricas sólidas, e terceiras partículas poliméricas sólidas. Por "partículas poliméricas sólidas"entende-se aqui que as partículas poliméricas, quando secas, não incluem um ou mais espaços vazios.
[0012] As primeiras partículas sólidas poliméricas têm um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm, preferivelmente de 0,80-0,90 μm. De preferência, as primeiras partículas poliméricas sólidas são polímeros de multifases com, por exemplo, uma morfologia de casca-núcleo ou outra de multifases, tal como uma estrutura multilobal. Primeiras partículas poliméricas sólidas de multifases incluem uma fase de núcleo polimérico, e uma ou mais fases da casca polimérica e pode ser uma composição graduada de índice de refração (grin). O núcleo pode ser preparado a partir de uma variedade de monômeros de vinila, e pode ser um polímero elástico ou vítreo. O núcleo pode ser preparado a partir da polimerização ou copolimerização de monômeros tais como diolefinas, por exemplo, butadieno ou isopreno; monômeros aromáticos de vinila, por exemplo estireno ou cloroestireno; vinil ésteres, por exemplo acetato de vinila ou benzoato de vinila; acrilonitrila; metacrilonitrila; ésteres de (met)acrilato, e.x. metacrilato de metila, metacrilato de butila, metacrilato de fenila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, benzila e acrilato de metila; cloreto de vinila; e outros monômeros polimerizáveis pela iniciação via radicais livres. De preferência, como descrito pelos seus componentes predominantes são as partículas de copolímero acrílico de multifase, partículas de copolímero de vinila de multifases, partículas de polímero de olefina de multifases, partículas de polissiloxano de multifases, partículas de copolímero de borracha sintética de multifases, partículas de copolímero de uretano de multifases, partículas de copolímero enxertado dispersíveis em água, suas misturas, suas combinações, e suas misturas com um (co) polímero reticulado de um estágio. Particularmente preferidos são partículas de copolímero de multifases acrílico, devido ao seu calor, umidade e estabilidade em UV em um custo atraente.
[0013] Em uma modalidade, as primeiras partículas poliméricas sólidas são polímeros de multifases tendo núcleos elásticos, isto é, os polímeros de núcleo tendo uma Tg calculada de 20°C ou menos, ou, alternativamente, 10°C ou menos. Núcleos elásticos podem incluir borrachas sintéticas ou naturais, ou, de preferência, borrachas acrílicas. Núcleos de borracha acrílica incluem copolímeros de acrilato de alquila, o grupo alquila tendo de 2 a 8 átomos de carbono, copolimerizados com de 0 a 15% em peso, de preferência de 0 a 10% em peso, de um ou mais agentes de reticulação, com base no peso total de monômeros do núcleo, de 0 a 15% em peso, de preferência de 0 a 10%, de um ou mais agente de enxerto, com base no peso total de monômeros de núcleo, e de 0 a 50% em peso de um ou mais monômeros copolimerizáveis etilenicamente insaturados, com base no peso total dos monômeros de núcleo. De uma ou mais cascas de polímero que circundam a borracha acrílica, o polímero da camada mais externa é termodinamicamente compatível com as segundas partículas sólidas poliméricas. A casca (s) pode compreender de 0 a 40% em peso das partículas de multifases.
[0014] Em polímeros do núcleo elástico para o acrilato de alquila preferido é acrilato de t-butila ou acrilato de n-butila. O monômero ou monômeros etilenicamente insaturados copolimerizáveis podem ser monômeros monoetilenicamente insaturados, tais como metacrilatos de alquila e arenos monoetilenicamente insaturados, por exemplo, estireno. Arenos etilenicamente insaturados, como aqui usados, incluem monômeros monoetilenicamente insaturados aromáticos tais como estireno, alquilestirenos, tais como o metilestireno e etilestireno, outros vinilbenzenos substituídos em que os substituintes não interfiram com a polimerização, e monômeros de vinila aromáticos policíclicos similares. O índice de refração do polímero do núcleo e da segunda partícula polimérica pode, opcionalmente, combinar exatamente para produzir uma composição quase completamente transparente.
[0015] Os monômeros de reticulação adequados para uso no polímero do núcleo são geralmente monômeros di- ou poli-etilenicamente insaturados copolimerizáveis com os outros monômeros do núcleo, em que os grupos etilenicamente insaturados têm aproximadamente igual reatividade, como, por exemplo, divinilbenzeno (DVB); di- e tri- (met)acrilatos de glicol, tais como, por exemplo, dimetacrilato de 1,4-butileno glicol, 1,2-etileno-glicol, dimetacrilato e diacrilato de 1,6-hexanodiol; tri(met)acrilatos de triol, ftalato de dialila, e o semelhante. Os monômeros de reticulação preferidos são os diacrilatos de butilenoglicol.
[0016] Os monômeros de enxerto adequados para utilização no polímero de núcleo geralmente são monômeros di- ou poli-etilenicamente insaturados copolimerizáveis com os outros monômeros do núcleo e tendo reatividade suficientemente baixa de um dos grupos insaturados para permitir insaturação residual significativa a permanecer no polímero do núcleo, tal como, por exemplo, metacrilato de alila (ALMA), acrilato de alila, maleato de dialila, acriloxipropionato de alila e o semelhante. O monômero de enxerto preferido é ALMA.
[0017] Em torno do núcleo de uma partícula de polímero de multifases, é uma ou mais cascas de polímero. Os polímeros da casca podem representar de cerca de 0,1 a cerca de 40%, de preferência, de cerca de 5 a cerca de 40%, e, mais preferivelmente, de cerca de 15 a cerca de 35%, com base no peso total das partículas.
[0018] O polímero da casca externa das primeiras partículas poliméricas sólidas de multifases é de preferência termodinamicamente compatível com o polímero na superfície das segundas partículas poliméricas sólidas. Por exemplo, uma casca de poli(metacrilato de metila) irá ser termodinamicamente compatível com um segundo polímero de poli (metacrilato de metila) ou poli(cloreto de vinila). Outras tais combinações de polímero compatíveis com as primeiras e segundas partículas poliméricas sólidas são conhecidas por aqueles versados na técnica, e outros podem ser facilmente determinadas por experimentação de rotina como, por exemplo, através da preparação de misturas das primeira e segunda partículas poliméricas sólidas propostas e examinando as misturas para tal evidência de compatibilidade como ausência de turvação, existência de uma única temperatura de transição vítrea, e o semelhante.
[0019] As primeiras partículas poliméricas sólidas podem ser feitas por qualquer processo que pode fornecer partículas tendo um diâmetro médio de partícula de 0,60-0,99 μm. As primeiras partículas poliméricas sólidas podem ser formadas por métodos conhecidos na técnica tais como, por exemplo, polimerização em emulsão, os processos de crescimento semeado, e processos de polimerização em suspensão. Tais polímeros são descritos, por exemplo, nas patentes U.S n°s 4.403.003; 7.768.602; e 7.829.626, e também são aqui exemplificados. O polímero pode ser produzido em um processo de múltiplas etapas, tal como um processo de núcleo/casca, que pode resultar em uma partícula de multifases em que as fases se comisturam em um gradiente da composição por toda a partícula, ou em um processo com gradiente no qual a composição é variada durante uma ou mais fases.
[0020] De preferência, as primeiras partículas poliméricas sólidas são formadas pela polimerização em emulsão. Em uma modalidade preferida da presente invenção, as primeiras partículas sólidas poliméricas são preparadas pela polimerização em emulsão aquosa de pelo menos um componente de monômero de ou o (co)polímero do núcleo ou um estágio para formar partículas de (co)polímero em emulsão ou de semente de oligômero, seguindo-se inchaço das partículas de sementes com um ou mais componentes de monômero do núcleo, por exemplo, por meio de absorção, e a polimerização de um ou mais monômeros nas partículas de semente em emulsão para se obter as partículas com um diâmetro médio desejado e, de preferência, tendo uma distribuição de tamanho de partículas estreita. As etapas de inchaço e polimerização podem ser repetidas até que as partículas tenham crescido para o tamanho do (co)polímero de núcleo ou um estágio desejado. Quando as partículas de semente são pré-produzidas, as partículas de tamanho variado e composição adequada para utilização como primeiras partículas poliméricas sólidas podem ser produzidas usando adequadamente sementes de oligômero ou (co)polímero inchável de tamanho variável. Partículas de semente podem ser produzidas por (co)polimerização em emulsão convencional. Precursores de polímero de semente adequados para produzir podem incluir, por exemplo, partículas de polímero em emulsão oligoméricas na faixa de 30-500 nm. Uma ou mais ou todas as etapas de polimerização e inchaço podem ser realizadas na ausência de condições que limitam o peso molecular do (co)polímero resultante, tal como, por exemplo, na ausência de um agente de transferência de cadeia. No entanto, partículas de semente de (co)polímero em emulsão incialmente formadas não incham tão facilmente como partículas maiores subsequentes tendo um peso molecular total menor formado sob condições que limitam o peso molecular do (co)polímero resultante. Pelo menos o estágio de (co)polimerização final é tipicamente realizado sob condições que não limitam o peso molecular do polímero.
[0021] Mais preferivelmente, os (co)polímeros do núcleo podem ser produzidos pela polimerização em emulsão de monômeros utilizando as condições que limitam o peso molecular do (co)polímero que se forma, tal como, por exemplo, através da inclusão de agentes de transferência de cadeia, por exemplo, mercaptanos, na mistura de polimerização para formar um oligômero ou (co)polímero em emulsão mais facilmente inchável. Assim, uma ou mais ou todas as etapas de polimerização e inchaço podem ser realizadas utilizando as condições que limitam o peso molecular do polímero e tais etapas podem ser alternadas, seguidas por ou subsequentes ao as etapas de inchaço e polimerização podem ser realizadas na ausência de condições limitantes do peso molecular do (co)polímero resultante. Mais preferivelmente, os (co) polímeros de núcleo ou de um estágio podem ser produzidos pela polimerização em emulsão dos monômeros utilizando condições que limitam o peso molecular do (co) polímero que se forma, tal como, por exemplo, através da inclusão de agentes de transferência de cadeia, por exemplo, mercaptanos, na mistura de polimerização para formar um oligômero ou (co)polímero em emulsão facilmente inchável. Por conseguinte, uma ou mais ou todas as etapas de polimerização e inchaço podem ser realizadas utilizando as condições que limitam o peso molecular do polímero e tais etapas podem ser alternadas, seguidas por ou subsequentes ao inchaço e etapas de polimerização podem ser realizadas na ausência de condições limitantes do peso molecular do (co) polímero resultante.
[0022] Alternativamente, partículas de polímero seco podem ser processadas a um tamanho desejado e, em seguida, dispersas na água, se elas são dispersíveis em água, isto é, incluem grupos hidrofílicos tais como grupos hidroxila, carboxila ou amina, ou alternativamente, emulsificadas para formar uma emulsão de óleo-em-água. Por exemplo, as partículas secas com uma Tg acima da temperatura ambiente ou a 25°C podem ser moídas, tal como por moagem a jato, e, se necessário, passar através de um classificador de partículas para criar o diâmetro médio desejado e, se desejado, uma distribuição de tamanho de partículas estreita. Partículas elásticas ou termoplásticas secas podem ser criomoídas e passadas através de um classificador para criar o diâmetro médio desejado.
[0023] Outras técnicas alternativas para a fabricação de núcleos do (co)polímero ou (co)polímeros em emulsão são descritas na literatura, tais como, por exemplo, publicação de Japanese Kokai 62-84.156 que descreve um processo envolvendo a polimerização de misturas de monômeros monofuncionais e polifuncionais, seguido por um intermediário com uma alta concentração de monômeros polifuncionais, com iniciadores solúveis em óleo em uma semente pré-formada para formar grânulos finos.
[0024] Reticulação de qualquer (co) polímero e qualquer enxerto de um (co) polímero do núcleo para polímero da casca resulta de uma inclusão de um ou mais monômeros de enxerto e/ou reticulação nas misturas de monômeros polimerizáveis. Alternativamente, o polímero do núcleo pode ser reticulado e o polímero do núcleo pode ser enxertado no polímero da casca utilizando outras técnicas conhecidas, por exemplo, reações pós-cura, tais como por formação de um copolímero de um monômero tendo um grupo peróxido pendente e, em seguida, ativando o peróxido por aquecimento a uma temperatura maior do que a utilizada na polimerização. O grupo peróxido ativado irá promover o enxerto e reticulação dos componentes do polímero do núcleo/casca. Em outro exemplo, a reticulação ou enxerto pode ser alcançado pós-cura por adição à polimerização de um segundo iniciador via radical livre que é estável à temperatura de polimerização inicial e é ativado pela luz ou a uma temperatura maior, seguida pela ativação do iniciador.
[0025] É preferido que as primeiras partículas poliméricas sólidas de multifases com gradiente possuam resistência à deformação e baixa termoplasticidade, a fim de conservar as suas dimensões em condições de alto calor ou de alta pressão. Perda de dimensão pode resultar em mais do que brilho especular desejado. Para permitir uma maior estabilidade dimensional da partícula, é preferível que as partículas de multifases compreendam 0,120% de um monômero de reticulação copolimerizado multivalente, de preferência 2-10%, mais preferivelmente 4-10% em peso com base no peso das partículas de multifases. Partículas com estabilidade dimensional insuficiente tenderá a deformar-se ou achatar quando exposta ao calor ou pressão e, como resultado, o brilho da superfície do revestimento irá aumentar em todos os ângulos especulares.
[0026] Primeiras ou segundas partículas poliméricas sólidas de multifases podem ser partículas poliméricas multilobais. No caso das segundas partículas poliméricas sólidas, o polímero ou lóbulos externos devem ser formadores de película. Multilóbulos são formados a partir do núcleo diferente e relativamente incompatível e composições de (co)polímero do lóbulo, variando na medida em que o parâmetro de interação, XC-L, é maior do que cerca de 0,05. O parâmetro de interação pode ser calculado para os polímeros do núcleo e lóbulo pelo método de Krause et al., J. Chem. Physics, 43, 2144 (1965). Valores apropriados dos valores de solubilidade de Hildebrand necessários para o cálculo podem ser encontrados em Van Krevelen, "Properties of Polymers", Elsevier Publishers (Nova Iorque), 1976. Multilobais podem ser formados adicionando um incremento inicial de um par redox ou de um agente redutor sozinho e partindo da adição gradual da alimentação do monômero formador de lobo apropriado e adição gradual do par redox simultaneamente com a alimentação de monômero conforme polimerização prossegue na mesma ou uma maior taxa de adição à realização, em que um aumento do nível de um ou mais tensoativo é adicionado com monômero formador de lobo a um pouco abaixo do nível em que as novas partículas são iniciadas. O diâmetro médio das partículas multilobais aqui é tomado como o diâmetro de uma esfera de volume equivalente.
[0027] É preferível que as primeiras partículas poliméricas sólidas na composição aquosa de revestimento sejam estabilizadas de modo a minimizar a separação ou sedimentação. Isso pode ser conseguido pela utilização de espessantes ou materiais de aumento da viscosidade, tais como, por exemplo, polímeros em emulsão solúveis em álcalis, polímeros solúveis em álcalis, hidrofobicamente modificados, resinas de uretano hidrofobicamente melhoradas, e as composições à base de argila incorporadas na composição aquosa de revestimento.
[0028] A composição aquosa de revestimento da presente invenção inclui segundas partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero da composição (grin) de índice de refração graduado e multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm; partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm e um núcleo elástico, o núcleo tendo uma temperatura de transição vítrea calculada (Tg) de 20°C ou menos; e suas misturas; em que as segundas partículas poliméricas sólidas tem um valor K10 de menos que 1,9E + 10 N/ m2; e que a diferença entre o índice de refração da superfície externa das segundas partículas poliméricas sólidas e o índice de refração das terceiras partículas poliméricas sólidas está entre 10E-4 e 10E-2. Os parâmetros e os métodos composicionais de formação para as segundas partículas poliméricas sólidas são selecionados independentemente daqueles descritos anteriormente exceto para a faixa de diâmetro médio da partícula. Tanto as e as segundas partículas poliméricas sólidas são desejavelmente não-porosas, ou seja, livres de vazios.
[0029] As segundas partículas poliméricas sólidas exigem um valor K10 (o valor de K a 10% de compressão) de menos que 1,9E + 10 N/m2; de preferência um valor K10 de menos do que 1,9E + 10 N/m2 e um a razão de K0/K10 (K0 é K em compressão total) de mais que 1,5, mais preferivelmente um valor K10 de menos que 1,9E + 10 N/m2 e uma razão de K0/K10 de amis do que 3,0. (Valores K são revelados em "Investigation for Surface Morphology and Mechanical Property Variations of Single Polymer Particles", Journal of Applied Polymer Science, Volume 104 (4) de 2007, Dong Ok Kim, Jeong Hee Jin; todos os valores K aqui são medidos a uma taxa de compressão de 0,79 gramas-força/s.). Em uma modalidade da presente invenção o, independentemente, tem uma razão de K0/K10 de menos do que 2,5.
[0030] Alguns usos para revestimentos antibrilho requerem uma baixa espessura de revestimento, ou baixo peso de revestimento aplicado, em relação ao diâmetro das segundas partículas poliméricas sólidas. Isto é importante por razões que incluem o tempo de secagem do revestimento e o peso do substrato revestido. Isso é especialmente importante para os revestimentos aquosos, tais como, por exemplo, embalagens, acabamentos de couro, revestimentos protetores e decorativos. Sem estar vinculado a uma teoria particular, acredita-se que, para atingir um revestimento antibrilho e de baixo peso utilizando várias técnicas de aplicação de revestimento, é exigido que as dimensões dos materiais rígidos utilizados no revestimento sejam de um tamanho menor do que as do processo ou abertura do equipamento utilizado para fornecer o revestimento ao substrato. Por exemplo, se um tipo de técnica de arraste (isto é, técnica de fio de arame ou queda) é usado para aplicar o revestimento, é provável que as partículas rígidas maiores do que o tamanho da abertura do equipamento sejam arrastadas para fora do substrato e um revestimento sem propriedades antibrilho irá resultar. O valor K10 requerido assegura que as segundas partículas sólidas poliméricas são suficientemente deformáveis para permanecerem como parte da estrutura do revestimento.
[0031] Além disso, a diferença entre o índice de refração da superfície externa das segundas partículas poliméricas sólidas e o índice de refração das terceiras partículas poliméricas sólidas é 10E-4 e e10E-2. O índice de refração da superfície externa das segundas partículas poliméricas sólidas aqui é aquele medido a 21-23°C usando um microscópio por interferência Zeiss Jenaval. O índice de refração das terceiras partículas poliméricas sólidas aqui é medido a 21-23°C utilizando um refratômetro Abbe (utilizando uma fonte de luz para linha D de sódio).
[0032] A composição aquosa de revestimento da presente invenção inclui terceiras partículas poliméricas sólidas tendo uma Tg calculada de - 60°C a 120°C e um diâmetro médio de partícula de 50 nm a 500 nm.
[0033] O polímero das terceiras partículas poliméricas sólidas, também chamado de "terceiro polímero"aqui, inclui, tipicamente, pelo menos, um monômero etilenicamente insaturado não iônico copolimerizado, tais como, por exemplo, um monômero de éster (met)acrílico incluindo (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de 2-etil-hexila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de hidroxietila, (met)acrilato de hidroxipropila, (met) acrilato de ureído- funcional e acetoacetatos, acetamidas ou cianoacetatos de ácido (met)acrílico; estireno ou estirenos substituídos; etileno; tolueno de vinila; butadieno; derivados de benzofenona ou acetofenona monoetilenicamente insaturados, tais como, por exemplo, são ensinados na patente U.S n° 5.162.415; acetato de vinila ou outros vinil ésteres; monômeros de vinila tais como cloreto de vinila, cloreto de vinilideno, fluoreto de vinilideno, e N-vinil pirrolidona; (met)acrilonitrilo; N-alquilol (met) acrilamida. O uso do termo "(met)" seguido por um outro termo tal como (met) acrilato ou (met)acrilamida, como utilizado ao longo da descrição, refere-se a ambos acrilatos ou acrilamidas e metacrilatos e metacrilamidas, respectivamente. O terceiro polímero pode também ser um polímero de uretano. O terceiro polímero é substancialmente não reticulado, isto é, o terceiro polímero inclui menos do que 1% em peso, de preferência, menos do que 0,2% em peso com base no peso do polímero, e mais preferivelmente 0% de um monômero insaturado multi-etilenicamente copolimerizado. Monômeros insaturados multi-etilenicamente incluem, por exemplo, (met) acrilato de alila, ftalato de dialila, di(met)acrilato de 1,4- butileno-glicol, di(met) acrilato de 1,2-etileno glicol, di(met)acrilato de 1,6- hexanodiol, e divinil benzeno.
[0034] O terceiro polímero tipicamente tem um número ácido de 5 a 100, calculado pela determinação do número de miliequivalentes de ácido por grama do primeiro polímero e multiplicado pelo peso molecular de hidróxido de potássio. Monômeros de ácidos incluem monômeros de ácido carboxílico, tais como, por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotônico, ácido itacônico, ácido fumárico, ácido maleico, itaconato de monometila, fumarato de monometila, fumarato de monobutila, e anidrido maleico; e monômeros de ácido contendo fósforo e enxofre. Monômeros de ácido preferidos são monômeros de ácido carboxílico. Os monômeros mais preferidos são o ácido (met)acrílico.
[0035] A temperatura de transição vítrea calculada ("Tg") do terceiro polímero é de -60°C a 100°C, preferivelmente de -60°C a 25°C, mais preferivelmente de -60°C a 0°C, e ainda mais preferido de -60°C a -10°C. "Tgs calculados" dos polímeros aqui são aqueles calculados usando a equação de Fox (TG Fox, a Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, Ed. 3, página 123 (1956)). Isto é, para o cálculo da Tg de um copolímero de monômeros M1 e M2, 1/Tg (calc.) = w(M1)/Tg (M1) + w(M2)/Tg (M2) em que Tg (calc.) é a temperatura de transição vítrea calculada para o copolímero w (M1) é a fração em peso de monômero M1 no copolímero w (M2) é a fração em peso de monômero no copolímero M2 Tg (M1) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de M1 Tg (M2) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de M2, todas as temperaturas sendo em °K.
[0036] A temperatura de transição vítrea de homopolímeros pode ser revelada, por exemplo, em "Polymer Handbook", editado por J. Brandrup e EH Immergut, Interscience Publishers. No cálculo de Tgs aqui a contribuição de monômeros de enxerto copolimerizados é excluída. Para terceiras partículas poliméricas sólidas de multifases a Tg calculada aqui é aquela calculada a partir da composição global total da partícula.
[0037] As técnicas de polimerização usadas para preparar tais terceiras partículas poliméricas sólidas tipicamente por polimerização em emulsão são bem conhecidas na técnica, tais como, por exemplo, como reveladas nas patentes U.S No. 4.325.856; 4.654.397; e 4.814.373. Tensoativos convencionais podem ser utilizados, tais como, por exemplo, emulsificantes aniônicos e/ou não iônicos tais como, por exemplo, de metal ou alquil sulfatos de amônio ou de metal alcalino, ácidos alquil sulfônicos, ácidos graxos, e alquilfenois oxietilados. A quantidade de tensoativo utilizado é normalmente de 0,1% a 6% em peso, com base no peso de monômero total. Ou os processos de iniciação térmica ou redox podem ser utilizados. Os iniciadores via radicais livres convencionais podem ser utilizados, tais como, por exemplo, peróxido de hidrogênio, hidroperóxido de t-butila, hidroperóxido de t-amila, hidroperóxido de amônio e/ou persulfatos de álcalis, tipicamente a um nível de 0,01% a 3,0% em peso, com base no peso de monômero total. Sistemas redox usando os mesmos iniciadores acoplados com um redutor adequado, tais como, por exemplo, formaldeído sulfoxilato de sódio, hidrossulfito de sódio, ácido isoascórbico, sulfato de hidroxilamina, e bissulfito de sódio podem ser usados em níveis semelhantes, opcionalmente em combinação com íons metálicos, tais como, por exemplo, ferro e cobre, opcionalmente incluindo ainda agentes de complexação para o metal. Processos redox são preferidos. A mistura de monômeros de um estágio pode ser adicionada pura ou como uma emulsão em água. A mistura de monômeros de um estágio pode ser adicionada em uma única adição ou mais adições ou continuamente ao longo do período de reação alocado para esse estágio utilizando uma composição uniforme ou variável; preferida é a adição da emulsão de monômero do primeiro e/ou segundo polímero como uma única adição. Ingredientes adicionais tais como, por exemplo, iniciadores via radicais livres, oxidantes, agentes redutores, agentes de transferência de cadeia, neutralizantes, tensoativos, dispersantes podem ser adicionados antes, durante, ou subsequentemente a qualquer dos estágios.
[0038] Um processo de polimerização em emulsão de multifases geralmente resulta na formação de pelo menos duas composições de polímero mutuamente incompatíveis, resultando assim na formação de pelo menos duas fases. A incompatibilidade mútua de duas composições de polímero e a estrutura de mutifases resultante das partículas de polímero pode ser determinada de várias formas conhecidas na técnica. O uso do microscópio de varredura de eletrônica usando técnicas de coloração para realçar a diferença entre as fases, por exemplo, é tal uma técnica. O polímero em emulsão de mutifases pode ser referido como um polímero do núcleo/casca. As partículas poliméricas incluem duas ou mais fases de várias geometrias, tais como, por exemplo, partículas de núcleo/casca ou núcleo/bainha, partículas de núcleo/casca com fases da casca encapsulando incompletamente o núcleo, e partículas do núcleo/casca com uma multiplicidade de núcleos.
[0039] O diâmetro médio de partícula das terceiras partículas poliméricas sólidas é de 50 a 500 nanômetros. Processos que produzam as distribuições de tamanho de partículas polimodais tais como os revelados nas patentes n°s U.S 4.384.056 e 4.539.361, por exemplo, podem ser empregados.
[0040] Na composição aquosa de revestimento da presente invenção, a razão em peso seco da soma das primeiras partículas poliméricas sólidas e as segundas partículas poliméricas sólidas para as terceiras partículas poliméricas sólidas é de 0,15: 1 a 10:1, de preferência de 0,5: 1 a 5:1; a razão em peso seco das segundas partículas poliméricas sólidas é de 0,25: 1 a 2:1, preferivelmente 0,5:1 a 1,5:1; e a composição aquosa de revestimento inclui menos do que 10%, de preferência menos do que 5%, mais preferivelmente menos do que 2%, e mais preferivelmente 0% em volume, de partículas extensoras inorgânicas. As "partículas extensoras inorgânicas" aqui tem um índice de refração de menos que 1,8 e tipicamente maior do que ou igual a 1,3. Partículas extensoras inorgânicas incluem carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, sulfato de bário, mica, argila, argila calcinada, feldspato, nefelina, sienito, volastonita, terra diatomácea, silicatos de alumina, partículas de polímero que não formam película, óxido de alumínio, sílica, e talco.
[0041] A composição aquosa de revestimento é preparada utilizando técnicas que são bem conhecidas na técnica dos revestimentos. As primeiras, segundas e terceiras partículas poliméricas sólidas são adicionadas sob baixa agitação de cisalhamento, juntamente com outros revestimentos adjuvantes como desejado. A composição aquosa de revestimento pode conter, em adição as primeiras, segundas e terceiras partículas poliméricas sólidas, polímeros em emulsão ou solução formadora de película ou não formadora de película não dentro dos parâmetros das primeira, segundas ou terceiras partículas poliméricas sólidas de formação de película, em uma quantidade de 0% a 100% em peso da soma das primeiras, segundas e terceiras partículas poliméricas sólidas, pigmentos, e adjuvantes de revestimentos convencionais, tais como, por exemplo, emulsificantes, agentes de coalescência, agentes anticongelantes, agentes de cura, tampões, neutralizantes, espessantes, modificadores de reologia, umectantes, agentes molhantes, plastificantes, agentes antiespumantes, agentes absorvedores de UV, abrilhantadores fluorescentes, termo- ou foto-estabilizantes, biocidas, agentes quelantes, dispersantes, corantes, dispersões de corantes, ceras, repelentes de água, pigmentos, extensores, e antioxidantes.
[0042] Como é geralmente o caso em composições aquosas incluindo vários ingredientes e, em particular, várias espécies particuladas, é vantajoso selecionar materiais para inclusão na composição aquosa de revestimento que interagem favoravelmente reduzindo a possibilidade de diminuir a estabilidade coloidal dos componentes individuais, alterando a solubilidade dos componentes, ou precipitar qualquer um dos componentes no revestimento aquoso ou durante qualquer processo de secagem. Em um aspecto, misturas indesejáveis podem causar a geração de sílica ou de areia que possam interferir com a obtenção do brilho do revestimento desejado. Em outro aspecto misturas indesejáveis podem causar separação ou geleificação do revestimento antes de serem capazes de aplicar a composição aquosa de revestimento sobre um substrato e podem criar um revestimento seco com defeitos que conduzem ao mau desempenho físico. É bem conhecido pelas pessoas versadas na técnica que a escolha incorreta dos componentes de uma mistura de revestimento, tais como, por exemplo, dispersantes, espessantes, biocidas e solventes, pode criar problemas potenciais. Uma outra consideração é o grau de compatibilidade coloidal das primeiras, segundas e terceiras partículas poliméricas sólidas. Frequentemente, as primeiras, segundas, terceiras partículas poliméricas sólidas são fornecidas como dispersões aquosas de partículas coloidalmente estabilizadas. É importante que as partículas poliméricas não exibam incompatibilidade coloidal na composição aquosa de revestimento. Isso pode ser conseguido através da combinação de partículas com a mesma carga (isto é, todas as partículas contêm uma carga negativa ou uma carga positiva), mas também pode ser realizado através da combinação de partícula (s) de uma carga com partícula (s) essencialmente sem uma carga ou carga ligeiramente diferente. Mistura de partículas de cargas substancialmente diferentes cria uma incompatibilidade coloidal que pode levar à agregação das partículas (ou grão de partículas) ou geleificação completa da composição de revestimento. Uma mistura coloidalmente compatível nesse sentido irá resultar em uma composição de revestimento não geleificada ou um revestimento livre de grão.
[0043] Em certas modalidades um composto fotossensível pode ser adicionado, tal como, por exemplo, benzofenona ou um derivado de benzofenona ou acetofenona substituído tal como é ensinado na patente U.S n° 5.162.415. Em certas modalidades, a composição aquosa de revestimento da presente invenção tem um nível de VOC (compostos orgânicos voláteis) de menos que 150 g/litro de revestimento, alternativamente de menos que 100g/litro, ou ainda, alternativamente, de 0 g/litro a 50 g/litro.
[0044] O teor da composição aquosa de revestimento de sólidos pode ser de 10% a 70% em volume. A viscosidade da composição aquosa de revestimento pode ser a partir de 50 a 50.000 mPa.s (50 centipoises a 50.000 centipoises), medida usando um viscosímetro de Brookfield; viscosidades adequadas para os diferentes métodos de aplicação variam consideravelmente.
[0045] No método para fornecer um revestimento da presente invenção, a composição aquosa de revestimento é aplicada a um substrato e, seca, ou deixada secar. A composição aquosa de revestimento é tipicamente aplicada a um substrato tal como, por exemplo, madeira, metal, composições poliméricas, tais como poliéster, poliolefina, cloreto de polivinila, e o semelhante, couro, papel, papelão, tecidos têxteis ou não tecidos, substratos de cimento, tais como, por exemplo, concreto, estuque, parede seca, e argamassa, superfícies previamente pintadas, pintadas ou pré-pintadas. A composição aquosa de revestimento pode ser aplicada a um substrato usando métodos de aplicação de revestimentos convencionais, tais como, por exemplo, pincel, rolo de pintura, rolo de gravura, cortina de revestimento e métodos de pulverização tais como, por exemplo, pulverização atomizada a ar, pulverização assistida a ar, pulverização sem ar, pulverização em baixa pressão e alto volume, e pulverização sem ar assistida a ar.
[0046] Secagem da composição aquosa de revestimento pode prosseguir sob condições ambientes, tais como, por exemplo, em 5°C a 35°C ou o revestimento pode ser seco a temperaturas elevadas tais como, por exemplo, de 35°C a 150°C. É necessário que a espessura da película seca do revestimento seja 0,8-3 vezes o diâmetro médio da. O revestimento assim formado tem um brilho a 60° de 5 a 25, preferivelmente de 9 a 12. O revestimento do revestimento da presente invenção, quando pigmentado, está de preferência abaixo da sua concentração em volume crítica de pigmento.
[0047] Sem estar ligado a uma teoria específica, acredita-se que o revestimento é formado a partir do revestimento polimérico aquoso de tal maneira que predominantemente as terceiras partículas poliméricas sólidas fundem para formar uma película contínua, enquanto as primeiras e segundas partículas poliméricas sólidas retêm a sua natureza particulada. Consequentemente, a formação da película do terceiro polímero em emulsão pode beneficiar de agentes de coalescência, calor, e o semelhante, mas desejavelmente não em um nível ou medida que comprometeria a retenção da identidade do particulado e dimensões das primeiras e segundas partículas sólidas poliméricas.
[0048] Os exemplos a seguir servem para ilustrar a invenção.
[0049] Medição do tamanho de partícula. Diâmetros de partícula de 40 nm a 500 nm são aqueles aqui medidos com um analisador do tamanho de partícula Brookhaven Instruments BI-90 PLUS (Brookhaven Instruments Company, 750 Blue Point Road, Holtsville, NY 11742).
[0050] Diâmetros de partícula de 0,60 mícron a 0,99 mícron aqui são aqueles medidos usando um analisador do tamanho de partícula Coulter Multisizer Corporation IIE Multisizer.
[0051] Diâmetros das partículas maiores do que 1 mícron aqui são aqueles medidos usando um Disc Centrifuge Photosedimentometer ("DCP") (CPS Instruments, Inc.) que separa modos por centrifugação e sedimentação através de um gradiente de sacarose. As amostras foram preparadas por adição de 1-2 gotas em 10 cm3 de água DI contendo 0,1% de lauril sulfato de sódio 0,1cc da amostra foi injetado no disco rotativo cheio com gradiente de sacarose de 15 cc. As amostras foram analisadas relativamente a um padrão de calibração de poliestireno. Condições específicas foram: gradiente de 2-8% de sacarose; velocidade do disco 10.000 rpm; o padrão de calibração foi poliestireno com diâmetro de 895 nm.
[0052] Medição do brilho especular: Puxadas dos revestimentos foram preparadas a 25°C e 50% de umidade relativa (RH) usando um aplicador bird sobre o cartão de Leneta branco. Os revestimentos foram secos durante 24 horas a 25°C e 50% de umidade relativa antes de realizar medições de brilho. Método ASTM D-523 foi seguido para medir valores de brilho utilizando um medidor de brilho BYK micro-TRI-inquu μo Xcnqtgu fg dtüjq para cada amostra foram reportados em 60°.
[0053] Medição de Opacidade: Opacidade foi medida usando um opacímetro Technidyne BLN-3. Opacidade relaciona-se com a transparência do revestimento e, por conseguinte, para uma maior clareza de uma imagem vista através do revestimento.
[0054] Amostra A. Formação de terceiras partículas poliméricas sólidas. Síntese da Amostra A, um polímero em emulsão de 2-estágios de 80nm com composição: 80 (96.5EA/3.5AA)//20MMA: Tg calculada de estágio 1 é -19,04°C; Tg calculada do estágio 2 é 105 ° C. Tabela A.1 Misturas usados na formação da Amostra A
[0055] Um reator equipado com um agitador e condensador foi carregado com 1035g de água deionizada. Nitrogênio foi deixado borbulhar através da água durante 30 minutos. O reator foi em seguida protegido com nitrogênio e carregado com Mistura A. Com a temperatura da mistura no reator abaixo de 20°C, as misturas B, C e D foram rápida e sucessivamente adicionadas ao reator. Dentro de 10 minutos, a temperatura subiu conforme a polimerização começou e atingiu um pico de cerca de 70°C. Dez minutos depois do pico de temperatura, mistura E, seguida da mistura M, foram adicionadas. O material no reator foi deixado resfriar até 60°C e Mistura G foi adicionada, seguida de Misturas de H e I. Após 5 minutos, as misturas J e K foram medidas separadamente no reator ao longo de 30 minutos, enquanto o lote foi resfriado. O neutralizador foi então adicionado para neutralizar parcialmente o ácido polimerizado e a amostra de polímero foi então filtrada através de uma peneira de malha 100 para remover o coágulo.
[0056] Amostra B. Formação de um precursor das primeiras partículas poliméricas sólidas. Preparação de partículas de polímero reticulado de 0,045 μm de diâmetro para produzir primeiras partículas poliméricas sólidas em dispersão aquosa. Tabela B.1 Misturas usadas na formação da Amostra B
[0057] Um reator equipado com um agitador e um condensador e coberto com nitrogênio foi carregado com Mistura A e aquecido a 83°C. Para o conteúdo do reator foi adicionado 10% de Mistura B e 25% de Mistura C emulsificadas. A temperatura foi mantida a 83°C e a mistura foi agitada durante 60 minutos, após o que o remanescente da Mistura B e Mistura C e foi adicionado ao reator com agitação durante um período de 120 minutos. A agitação continuou a 83°C durante 90 minutos após o que o conteúdo do reator foi resfriado até à temperatura ambiente. O tamanho de partícula e o teor de sólidos da emulsão resultante foram 0,054 μm e 32,52% respectivamente.
[0058] Amostra C. Formação de um precursor das primeiras partículas poliméricas sólidas. As partículas da Amostra B foram cultivadas até um diâmetro de 0,21 μm. Tabela C.1 Misturas usadas na formação da Amostra C
[0059] Mistura A foi adicionada ao reator do Exemplo 1 e aquecida a 88°C com agitação. O ar no reator foi substituído por nitrogênio. Quando a temperatura do reator estabilizou a 88°C, a mistura B foi carregada para o reator. Misturas C e D emulsificadas, e Mistura E foram então adicionadas ao reator, com agitação, durante um período de 300 minutos. A agitação continuou a 88°C durante 90 minutos. O conteúdo do reator foi resfriado a 65°C. As misturas F e G foram adicionadas e os conteúdos do reator foram mantidos a 65°C com agitação durante 1 hora, após o que o conteúdo do reator foi resfriado até à temperatura ambiente. As partículas em emulsão resultantes tinham um diâmetro médio de 0,21 μm.
[0060] Amostra D. Formação de primeiras partículas poliméricas sólidas As partículas da Amostra C foram expandidas para criar um diâmetro médio de 0,84 μm. Tabela D.1 Misturas usadas na formação da amostra D
[0061] Para o reator de Amostra C foi adicionada A3 que foi aquecida a 90°C com agitação. O ar no reator foi substituído por nitrogênio. Quando a temperatura do reator estabilizou a 90°C, Mistura B3 foi carregada para o reator. Mistura C3 foi emulsificada com um homogeneizador e carregada no reator. O reator foi agitado a 60°C durante 1 hora. Mistura D3 foi emulsificada com um homogeneizador e carregada no reator. Após agitação de 1 hora a 60°C, o reator foi gradualmente aquecido a 65-70°C enquanto uma polimerização exotérmica ocorreu. Depois de atingir a temperatura do pico, a agitação foi continuada ao mesmo tempo que o reator foi resfriado a 73°C em 30 minutos. Metade da Mistura F3 foi carregada. Misturas E3, o restante do F3, e G3 foram então adicionados separadamente ao reator ao longo de um período de 2 horas. A temperatura foi mantida entre 73-75°C e a agitação foi continuada durante 1 hora antes do reator ser resfriado até à temperatura ambiente. As primeiras partículas poliméricas sólidas resultantes tinham um diâmetro de 0,84 μm.
[0062] Amostra E. Formação de segundas partículas poliméricas sólidas. Síntese de um polímero em emulsão de 5 μm de diâmetro médio tendo a composição de 2 estágios: 80 (96BA/4ALMA)//20(96MMA/4EA); Tg calculada de estágio 1 (não incluindo ALMA) é -54,0°C; Tg calculada de estágio 2 é 97,5°C.
[0063] Formação de polímero em semente para utilização na preparação de polímero particulado. Salvo disposição em contrário, os termos "carregado" ou "adicionado" indicam adição de toda a mistura de uma só vez. As seguintes misturas foram preparadas: Tabela E.1 Misturas de reação usadas na formação de polímero em semente de Amostra E
[0064] O reator equipado com agitador e condensador e coberto com nitrogênio foi carregado com Mistura A e aquecido a 82°C. Para o reator o conteúdo foi adicionado 15% de Mistura B e 25% de Mistura C. A temperatura foi mantida a 82°C e a mistura de reação foi agitada por 1 hora, após o que a Mistura B e Mistura C restantes foram medidas no reator, enquanto agitava, durante um período de 90 minutos. Agitação foi contínua 82°C por 2 horas, após o que o conteúdo do reator foi resfriado para temperatura ambiente. O diâmetro médio das partículas em emulsão resultantes era 0,2 mícrons. Tabela E.2 Misturas usadas na formação da segunda etapa da Amostra E
[0065] Mistura A2 foi adicionada ao reator e aquecida a 88°C com agitação. O ar no reator foi substituído por nitrogênio. Quando a temperatura do reator estabilizou a 88°C, Mistura B2 foi carregada para o reator. Misturas C2 e D2 emulsificadas, e Mistura E2 foram então adicionadas ao reator, com agitação, durante um período de 240 minutos. A agitação continuou a 88°C durante 90 minutos. O conteúdo do reator foi resfriado a 65°C. Misturas F2 e G2 foram adicionadas e o conteúdo do reator foi mantido a 65°C com agitação durante 1 hora, após o que o conteúdo do reator foi resfriado até à temperatura ambiente. As partículas em emulsão resultantes tinham um diâmetro de 0,75 mícrons como medido por um analisador de tamanho de partículas Brookhaven Instruments BI-90. Tabela E.3. Reagentes usados na formação das segundas partículas poliméricas sólidas
[0066] Para um reator A4 foi adicionado e foi aquecido a 76°C com agitação. O ar no reator foi substituído por nitrogênio. Quando a temperatura estabilizou no reator a 76°C, a mistura B4 foi carregado para o reator. 20% Mistura C4 foi carregado para o reator. O reator foi agitado a 60-65°C durante 0,5 horas. Mistura D4 foi carregada no reator. Após 23 minutos de agitação a 60-65°C uma polimerização exotérmica ocorreu. Depois de atingir o pico de temperatura, a agitação foi continuada enquanto os 80% restantes da mistura C4 foi adicionada ao longo de 48 minutos. 27,5% da Mistura F4 foi carregada. Misturas E4, o restante de F4, G4 foram então adicionados separadamente ao reator ao longo de um período de 45 minutos. A temperatura foi mantida entre 75-80°C e a agitação foi continuada durante 1 hora antes do reator ser resfriado até à temperatura ambiente. Para a dispersão resultante de partículas poliméricas 1,5% de ACRYSOL™ CUG-60 foi adicionado com base no peso total da emulsão e o pH foi aumentado através de adições sequenciais de trietilamina até um pH de 7-9. Tabela A. Valores de K medidos
Todas amostras foram avaliadas usando uma taxa de compressão de 0,79 grama-força/s. EXEMPLO 1 e EXEMPLOS COMPARATIVOS A-B. Formação de composições de revestimento aquosas e avaliação dos revestimentos secos.
[0067] Exemplo 1 e Exemplos Comparativos A-B foram formados, cada um em uma razão em peso das primeiras, segundas ou primeiras e segundas partículas poliméricas sólidas para terceiras partículas poliméricas sólidas de 55/45. Quantidades são apresentadas na Tabela 1.1 a seguir. Tabela 1.1 Ingredientes usados nas composições de revestimento aquosas
[0068] Composições de revestimento aquosas foram aplicadas pelo cilindro de gravura sobre uma área de 8 pol. X 10 pol. em uma folha de 2 mil MYLAR ™ *RGV+ em um nível de aproximadamente 1,5 lbs./ream (2,43 gsm). Leituras do brilho e opacidade são a média de cinco leituras feitas em vários locais no revestimento apresentadas na Tabela 1.2. Tabela 1.2. Formação de revestimentos secos
Tabela 1.3. Avaliação dos revestimentos 
[0069] Os revestimentos do Exemplo 1 da invenção exibiram o melhor balança de formação da película, fluxo e opacidade em relação aos revestimentos dos Exemplos Comparativos A-B.
Claims (8)
1. Composição aquosa de revestimento, caracterizadapelo fato de que compreende: primeiras partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (grin) de índice de refração graduado de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 0,60-0,99 μm e um núcleo elástico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas; segundas partículas poliméricas sólidas selecionadas do grupo que consiste de: partículas de copolímero de composição (grin) de índice de refração graduada de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm, partículas de copolímero de multifases tendo um diâmetro médio de 2-20 μm e um núcleo elástico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) calculada de 20°C ou menos, e suas misturas; e terceiras partículas poliméricas sólidas tendo uma Tg calculada de -60°C a 120°C e um diâmetro médio de partícula de 50 nm a 500 nm; em que a razão em peso seco de ditas primeiras partículas poliméricas sólidas para ditas segundas partículas poliméricas sólidas é 0,25:1 a 2:1; em que a razão em peso seco da soma das ditas primeiras partículas poliméricas sólidas e ditas segundas partículas poliméricas sólidas para a ditas terceiras partículas poliméricas sólidas de 0,15:1 a 10:1; em que ditas segundas partículas poliméricas sólidas têm um valor K10 de menos que 1,9E + 10 N/m2; em que a diferença entre o índice de refração da superfície externa de ditas segundas partículas poliméricas sólidas e o índice de refração de ditas terceiras partículas poliméricas sólidas está entre 10E-4 a 10E-2; e que dita primeira e segunda partículas poliméricas sólidas são independentemente selecionadas do grupo consistindo em partículas de copolímero de multifases acrílico, partículas de copolímero de multifases de vinila, partículas de copolímero de multifases de borracha sintética, partículas de copolímero de multifases de uretano, partículas de copolímero enxertado dispersíveis em água, suas misturas, suas combinações, e suas misturas com um (co)polímero reticulado de um único estágio, e em que dita composição aquosa de revestimento compreende menos do que 10% em volume de partículas extensoras inorgânicas.
2. Composição aquosa de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que ditas primeiras partículas poliméricas sólidas, ditas segundas partículas poliméricas sólidas e ditas terceiras partículas poliméricas sólidas são polímeros acrílicos.
3. Composição aquosa de revestimento de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que ditas terceiras partículas poliméricas sólidas são partículas de copolímero em emulsão acrílico de dois estágios.
4. Composição aquosa de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que compreende ainda partículas de pigmento.
5. Método para fornecer um revestimento, caracterizadopelo fato de que compreende: (A) formar dita composição aquosa de revestimento como definida na reivindicação 1; (B) aplicar dita composição aquosa de revestimento a um substrato; e (C) secar, ou permitir secar, dita composição aquosa de revestimento.
6. Revestimento formado pelo método como definido na reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o dito revestimento tem um brilho especular a 60° de 5 a 25.
7. Revestimento de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda partículas de pigmento.
8. Revestimento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que dito revestimento está abaixo de sua concentração de volume crítico de pigmento.
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