BR112015025868B1

BR112015025868B1 - Dispersão de polímero, e, composição de revestimento de madeira

Info

Publication number: BR112015025868B1
Application number: BR112015025868-9A
Authority: BR
Inventors: Yawei Xu; Xiaohong Yang; Jianming Xu; Baoqing Zheng; Shujun Shu
Original assignee: Dow Global Technologies Llc; Rohm And Haas Company
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2021-08-17
Also published as: EP3004190B1; EP3004190A4; US20160122575A1; EP3004190A1; BR112015025868A2; CN105209511B; MX2015016406A; US9862856B2; WO2014190515A1; CN105209511A

Abstract

dispersão de polímero, e, composição de revestimento de madeira. formulação de revestimento de madeira com repelência a água melhorada enquanto mantendo desempenho de revestimento tal como transparência e dureza, o processo de produzir da mesma.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção se refere a uma composição ou formulação de revestimento, especialmente, uma formulação de revestimento de madeira com repelência a água melhorada enquanto mantendo desempenho de revestimento tal como transparência e dureza.

INTRODUÇÃO

[002] Nos revestimentos, especialmente revestimentos de madeira, a repelência a água tem um impacto significante no desempenho do revestimento tal como resistência a água e resistência ao álcool. A repelência a água de revestimentos de madeira pode ser obtida pela incorporação de monômeros hidrofóbicos em aglutinante de polímero por polimerização. Monômeros hidrofóbicos comumente usados incluem monômeros de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila tais como acrilato de 2-etilhexila (2-EHA), metacrilato de laurila, e silicone linear com pelo menos uma ligação dupla tal como o aditivo Dow CorningTM 32 disponível comercialmente na Dow Corning.

[003] Tanto monômeros de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila como silicone linear com pelo menos uma ligação dupla polimerizam com outros monômeros comumente usados para formar um revestimento com excelente repelência a água com hidrofobicidade diferente.

[004] Além de repelência a água, películas de revestimento de madeira também têm que ser duras e transparentes. Por esse motivo, é desejável prover um revestimento, especialmente um revestimento de madeira, com boa repelência a água enquanto mantendo bom desempenho de revestimento tal como dureza e transparência.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] A presente invenção provê uma dispersão de polímero compreendendo, com base no peso total da dispersão de polímero, de 40% em peso a 70% em peso de água, e de 30% em peso a 60% em peso de partículas de polímero compreendendo, como unidades polimerizadas, com base no peso total das partículas de polímero, i) de 28% em peso a 46% em peso de pelo menos um monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila; ii) de 0,1% em peso a 10% em peso de pelo menos um monômero de autorreticulação; iii) de 2% em peso a 4% em peso de pelo menos um silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono; iv) de 0,5% em peso a 5% em peso de um tensoativo reativo.

[006] O silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla e o monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila são polimerizados através da ligação dupla carbono-carbono; as partículas de polímero têm uma Tg de 20oC a 50oC; e um tamanho de partícula de 50 a 150 nm. O silicone reativo tem uma das fórmulas seguintes (I) a (III):

na fórmula (I), R1 ou R4 são o mesmo ou diferentes, e representam um átomo de hidrogênio ou um grupo metila; R2 ou R são o mesmo ou diferentes, e representam um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; e n representa um número inteiro de 1 a 100;

na fórmula (II), R1 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo metila; R2 representa um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; R3representa um grupo C1-C10 alquila ou um grupo C1-C10 alcóxi; e n representa um número inteiro de 1 a 100; ou

na fórmula (III), R1 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo metila, e R2 representa um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente.

[007] O tensoativo reativo tem a estrutura de R1-R2; e R1é um grupo alquenila selecionado dentre CH3-CH=CH-, CH2=CH-HC-, CH2=C(CH3)- CH2-CH2-; e R2é um radical compreendendo pelo menos dois átomos de carbono e pelo menos uma unidade de oxileno, oxipropileno ou oxibutileno. Em uma modalidade preferida, o monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila é selecionado dentre (met)acrilato de 2- etilhexila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de laurila, (met)acrilato de isodecila, e a combinação dos mesmos.

[008] Em outra modalidade preferida, o monômero de autorreticulação é selecionado dentre diacetona acrilamida, (met)acrilato de acetoacetóxi etila, (met)acrilato de acetoacetóxi propila, acetoacetato de alila, (met)acrilato de acetoacetóxi butila, (met)acrilato de 2,3-di(acetoacetóxi) propila, e a composição dos mesmos.

[009] Em outra modalidade preferida, o tensoativo reativo tem a estrutura de R1-R2; e R2é -C6H3(R3)-O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-CH2-CH(CH2- O-C6H4-R3)-O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH3)- O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH2CH3)-O)n-R4, -O-(CH2-CH2-O)m-(CH2-CH(CH3)- O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH3)-O)m-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH2CH3)- O)m-(CH2-CH2-O)n-R4, ou -O-(CH2-CH2-O)m-(CH2-CH(CH2CH3)-O)n-R4; e R3é um grupo alquila; R4é hidrogênio ou um grupo polar tal como sulfonato (-SO3M), sulfato (-SO4M), fosfonato (-PO3M) ou fosfato (-PO4M); M é H+, Li+, Na+, K+, NH4+; e n é de 5 a 100 e m é de 0 a 100.

[0010] A presente invenção provê adicionalmente uma composição de revestimento de madeira compreendendo de 50% em peso a 85% em peso com base no peso total da composição de revestimento de madeira da dispersão de polímero como descrita acima.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0011] A dispersão de polímero da presente invenção compreende, com base no peso total da dispersão de polímero, de 40% em peso a 70% em peso, preferivelmente de 50% em peso a 60% em peso de água, e de 30% em peso a 60% em peso, preferivelmente de 40% em peso a 50% em peso de partículas de polímero.

[0012] As partículas de polímero compreendem, como uma unidade polimerizada, de 28% em peso a 46% em peso, preferivelmente de 30% em peso a 40% em peso, e mais preferivelmente de 31% em peso a 37% em peso, com base no peso total das partículas de polímero, pelo menos um monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 cnswüCo Wo “oqp»ogto não k»pkeq” ukipkfíec swg q tguífwq fg oqp»ogtq rqnkogtkzcfq p«q eqpVfio woc carga iônica entre pH=1-14. Monômeros não iônicos de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila incluem ésteres (met)acrílicos tais como (met)acrilato de 2- etilhexila, (met)acrilato de ciclohexila, (met)acrilato de tetradecila, (met)acrilato de oleíla, (met)acrilato de palmitila, (met)acrilato de estearila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de laurila, e (met)acrilato de isodecila; sucinatos tais como sucinato de dihexila e sucinato de didecila; ésteres vinílicos tais como versatato de vinila. Preferivelmente, o (monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila é selecionado dentre (met)acrilato de 2-etilhexila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de laurila, (met)acrilato de isodecila, e a combinação dos mesmos. Mais preferivelmente, o monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila é selecionado dentre (met)acrilato de 2-etilhexila, (met)acrilato de laurila, e a combinação dos mesmos.

[0013] As partículas de polímero da presente invenção compreendem adicionalmente, como uma unidade polimerizada, de 2% em peso a 4% em peso, preferivelmente de 2,1% em peso a 3,9% em peso, e mais preferivelmente de 2,5% em peso a 3,5% em peso com base no peso total das partículas de polímero, pelo menos um silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono. O silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono pode ter uma das fórmulas seguintes.

[0014] O silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono- carbono pode ter uma estrutura da Fórmula (I):

na fórmula (I), R1 ou R4 são o mesmo ou diferentes, e representam um átomo de hidrogênio ou um grupo metila; R2 ou R3 são o mesmo ou diferentes, e representam um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; e n representa um número inteiro de 1 a 100.

[0015] O silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono- carbono pode ter uma estrutura da Fórmula (II):

na fórmula (II), R1 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo metila; R2 representa um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; R3representa um grupo C1-C10 alquila ou um grupo C1-C10 alcóxi; e n representa um número inteiro de 1 a 100.

[0016] O silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono- carbono pode ter uma estrutura da Fórmula (III):

[0017] Exemplos ilustrativos do silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono incluem, aditivo Dow CorningTM 32 disponível comercialmente na Dow Corning, CoatOSilTM 3509 disponível comercialmente na Momentive.

[0018] As partículas de polímero da presente invenção compreendem adicionalmente, como uma unidade polimerizada, de 0,1% em peso a 10% em peso, preferivelmente de 1% em peso a 5% em peso, e mais preferivelmente de 1,5% em peso a 3% em peso, de pelo menos um monômero de autorrgVkewnc>«qo Q “oqp»ogtq fg cwVqttgVkewlc>«q” ug refere a monômeros contendo grupos acetoacetóxi, grupos acetoacetamida, grupos N- hidróximetila ou grupos funcionais diacetona acrilamida. Monômeros de auto-reticulação apropriados incluem diacetona acrilamida (DAAm), monômeros de hidróximetil amida tais como N-hidroximetil (met)acrilamida; monômeros (met)acrilato (met)acrilato propila; acetoacetatos de alila; acetoacetatos de vinila; e acetoacetamidas da fórmula (IV):

em que R é ou H ou metila. Monômeros de auto-reticulação preferidos são selecionados dentre diacetona acrilamida (DAAm), (met)acrilato de acetoacetóxi etila, (met)acrilato de acetoacetóxi propila, acetoacetato de alila, (met)acrilato de acetoacetóxi butila, (met)acrilato de 2,3-di(acetoacetóxi) propila, e a composição dos mesmos.

[0019] As partículas de polímero da presente invenção compreendem adicionalmente, como uma unidade polimerizada, de 0,5% em peso a 5% em peso, preferivelmente de 1% em peso a 3% em peso com base no peso total das partículas de polímero, de um tensoativo reativo.

[0020] O tensoativo reativo usado na presente invenção tem uma estrutura de: R1-R2; em que R1 é um grupo alquenila selecionado dentre CH3- CH=CH-, CH2=CH-HC-, CH2=C(CH3)-CH2-CH2-; R2é um radical compreendendo pelo menos dois átomos de carbono e pelo menos uma unidade de oxileno ou oxipropileno ou oxibutileno. Preferivelmente R2é - C6H3(R3)-O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-CH2-CH(CH2-O-C6H4-R3)-O-(CH2-CH2- O)n-R4, -O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH3)-O)n-R4, -O-(CH2- CH(CH2CH3)-O)n-R4, -O-(CH2-CH2-O)m-(CH2-CH(CH3)-O)n-R4, -O-(CH2- CH(CH3)-O)m-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH2CH3)-O)m-(CH2-CH2-O)n- R4, ou -O-(CH2-CH2-O)m-(CH2-CH(CH2CH3)-O)n-R4; em que R3é um grupo alquila; R4é hidrogênio ou um grupo polar tal como sulfonato (-SO3M), sulfato (-SO4M), fosfonato (-PO3M) ou fosfato (-PO4M); M é H+, Li+, Na+, K+, NH4+; e n é de 5 a 100 e m é de 0 a 100.

[0021] Tensoativos reativos apropriados para uso na presente invenção incluem tensoativos NOIGENTM RN e tensoativos HITENOLTM BC disponíveis comercialmente na Montello, Inc., tensoativos LATEMULTM PD disponíveis comercialmente na KAOCorporation, tensoativos ADEKARESOAPTMSR disponíveis comercialmente na ADEKA Corporation.

[0022] Outros monômeros não iônicos etilenicamente insaturados podem estar compreendidos nas partículas de polímero, como uma unidade polimerizada, de modo que o total de sólidos de todos os monômeros nas partículas de polímero alcança 100% em peso. Estes outros monômeros não iônicos etilenicamente insaturados que podem ser usados nesta invenção incluem monômeros de éster (met)acrílico, onde éster (met)acrílico designa éster metacrílico ou éster acrílico, incluindo acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etilhexila, acrilato de decila, acrilato de laurila, metacrilato de metila, metacrilato de butila, metacrilato de isodecila, metacrilato de laurila, metacrilato de hidróxietila, metacrilato de hidróxipropila; (met)acrilonitrila; (met)acrilamida; monômeros funcionais amino e funcionais uréido; monômeros contendo grupos funcionais acetoacetato; estireno e estirenos substituídos; butadieno; etileno, propileno, g-olefinas tais como 1-deceno; acetato de vinila, butirato de vinila, versatato de vinila e outros ésteres vinílicos; e monômeros de vinila tais como cloreto de vinila e cloreto de vinilideno.

[0023] As técnicas de polimerização usadas para preparar o polímero incluem tecnologias bem conhecidas tais como polimerização em emulsão. No processo de polimerização em emulsão, tensoativos convencionais podem ser usados tais como emulsificantes aniônicos e/ou não iônicos tais como sais de metal alcalino ou amônio de sulfatos, sulfonatos ou fosfatos alquila, arila ou alquilarila; ácidos alquil sulfônicos; sais de sulfosucinato; ácidos graxos; monômeros tensoativos etilenicamente insaturados; e álcoois etoxilados ou fenóis. A quantidade de tensoativos usados é usualmente 0,1% a 6% em peso, com base no peso de monômero. Tanto processos térmicos como de iniciação redox podem ser usados no processo de polimerização. A temperatura de reação é mantida a uma temperatura inferior a 100°C do início ao fim da reação. Preferivelmente, a temperatura de reação é entre 30°C e 95°C, e mais preferivelmente, entre 50°C e 90°C. A mistura de monômero pode ser adicionada pura ou como uma emulsão em água. A mistura de monômero pode ser adicionada em uma ou mais adições ou continuamente, linearmente ou não, ao longo do período de reação, ou combinações dos mesmos.

[0024] Iniciadores de radical livre convencionais podem ser usados na polimerização. Iniciadores comumente usados incluem peróxido de hidrogênio, peróxido de sódio, peróxido de potássio, hidroperóxido de t- butila, hidroperóxido de cumeno, persulfatos de amônio e/ou metal alcalino, perborato de sódio, ácido perfosfórico e sais do mesmo, permanganato de potássio, e sais de amônio ou metal alcalino de ácido peroxidissulfúrico. Eles foram usados tipicamente em uma quantidade de 0,01% a 3,0% em peso, com base no peso total de monômero. Sistemas redox usando os mesmos iniciadores copulados com um redutor apropriado tais como sódio sulfoxilato formaldeído, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, sais de metal alcalino e amônio de ácidos contendo enxofre, tais como sulfito de sódio, bissulfito de sódio, tiosulfato, hidrosulfito, sulfeto, hidrosulfeto ou ditionita, ácido formadinosulfínico, ácido hidroximetano sulfônico, bissulfito de acetona, aminas tais como etanolamina, ácido glicólico, hidrato de ácido glioxílico, ácido lático, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico e sais dos ácidos precedentes podem ser usados. Sais de metal de catalisação de reação redox de ferro, cobre, manganês, prata, platina, vanádio, níquel, cromo, paládio, ou cobalto podem ser usados. Agentes quelantes para os metais podem ser opcionalmente usados.

[0025] Agentes de transferência de cadeia também podem ser usados na polimerização para diminuir o peso molecular do polímero em emulsão e/ou prover uma distribuição de peso molecular diferente da que seria de outra forma obtida com qualquer iniciador de radical livre. Exemplos apropriados de agentes de transferência de cadeia incluem compostos de halogênio tais como tetrabromometano; compostos de alila; ou mercaptanos tais como tioglicolatos de alquila, mercaptoalcanoatos de alquila, e C4-C22 alquil mercaptanos lineares ou ramificados. O(s) agente(s) de transferência de cadeia pode ser adicionado em uma ou mais adições ou continuamente, linearmente ou não, ao longo da maior parte ou de todo período de reação ou durante uma porção(s) limitada(s) do período de reação tal como na carga da caldeira e na redução do estágio de monômero residual. Agentes de transferência de cadeia são usados tipicamente na quantidade de 0 a 5% em peso, com base no peso total de monômero usado para formar a dispersão aquosa de polímero. Um nível preferido de agente de transferência de cadeia é de 0,01 a 0,5, mais preferivelmente de 0,02 a 0,4 e mais preferivelmente de 0,05 a 0,2 mols %, com base no total de mols dos monômeros usados para formar a dispersão aquosa de polímero.

[0026] Em uma modalidade da presente invenção, o polímero em emulsão aquosa pode ser preparado por um processo de polimerização em emulsão de múltiplos estágios, em que pelo menos dois estágios diferindo em composição são polimerizados em um modo em sequência. Tal processo algumas vezes resulta na formação de pelo menos duas composições de polímero mutuamente incompatíveis, resultando assim na formação de pelo menos duas fases dentro das partículas de polímero. Tais partículas de polímero são compostas de duas ou mais fases de várias geometrias ou morfologias tais como partículas de núcleo/envoltório ou núcleo/bainha, partículas de núcleo/envoltório com fases envoltório encapsulando incompletamente o núcleo, partículas de núcleo/envoltório com uma multiplicidade de núcleos, e partículas com rede de interpenetração. Em todos estes casos a maior parte da área de superfície da partícula será ocupada por pelo menos uma fase exterior e o interior da partícula será ocupado por pelo menos uma fase interna. Cada dos estágios do polímero em emulsão de múltiplos estágios pode conter os mesmos monômeros, tensoativos, agentes de transferência de cadeia, etc. como descrito acima para o polímero em emulsão. No caso de uma partícula de polímero de múltiplos estágios a Tg para o propósito desta invenção deve ser calculada pela equação de Fox como detalhado aqui usando toda a composição do polímero em emulsão sem levar em consideração o número de estágios ou fases ali. Similarmente, para uma partícula de polímero de múltiplos estágios a quantidade de monômeros deve ser determinada a partir de toda a composição de polímero em emulsão sem levar em consideração o número de estágios ou fases ali. Por exemplo, a composição do primeiro estágio compreende primeiramente estireno e o segundo estágio compreende a composição descrita por esta invenção. Além disso, o núcleo da partícula de polímero pode ser oco (isto é, vazio de ar). As técnicas de polimerização usadas para preparar tais polímeros em emulsão de múltiplos estágios são bem conhecidas na técnica, por exemplo, como descrito nas Patentes US Nos. 4.325.856; 4.654.397; e 4.814.373. A temperatura de transição vítrea (Tg) das partículas de polímero da presente invenção é de 20°C a 50°C, preferivelmente de 25°C a 40°C. Tgs usadas aqui são aquelas calculadas usando a equação de Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, Issue No. 3, página 123(1956)). Isto é, para calcular a Tg de um polímero de monômeros M1 e M2,

em que Tg(calc.) é a temperatura de transição vítrea calculada para o polímero, w(M1) é a fração em peso de monômero M1 no polímero, w(M2) é a fração em peso de monômero M2 no polímero, Tg(M1) é a temperatura de transição vítrea de M1, e Tg(M2) é a temperatura de transição vítrea de M2, todas as temperaturas sendo em K. As temperaturas de transição vítrea podem ser encontradas, por exemplo, no Polymer Handbook, editado por J. Brandrup e E.H. Immergut, Interscience Publishers.

[0027] O diâmetro médio das partículas de polímero da presente invenção é de 50 a 150 nanômetros, e é preferivelmente de 70 a 110 nanômetros, como medido por um BI-90 Particle Sizer (Brookhaven Instruments, USA).

[0028] A dispersão aquosa de polímero pode conter também uma ou mais bases orgânicas e/ou inorgânicas como um neutralizador. Bases apropriadas incluem amônia, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, óxido de zinco, mono-etanolamina, trietil amina, dietil amina, dimetil amina, borato de sódio, borato de potássio, hidróxido de alumínio e a composição dos mesmos.

[0029] A composição de revestimento de madeira da presente invenção compreende de 50 a 85%, preferivelmente de 60% a 80%, em peso úmido com base no peso total da composição de revestimento de madeira, da dispersão de polímero mencionada acima. A composição de revestimento de madeira da presente invenção pode conter adicionalmente pelo menos um adjuvante de revestimento convencional, incluindo agentes coalescentes, cossolventes, tensoativos, tampões, neutralizadores, espessantes, modificadores de reologia não espessantes, dispersantes, umectantes, agentes de umedecimento, biocidas, plastificantes, agentes antiespumantes, agentes desespumadores, agentes antidescascamento, colorantes, agentes de fluxo, reticuladores, antioxidantes.

[0030] Espessantes podem incluir álcool polivinílico (PVA), emulsões solúveis em álcali hidrofobicamente modificadas (HASE), emulsões solúveis em álcali ou intumescíveis em álcali (ASE), polímeros de óxido de etileno- uretano hidrofobicamente modificados conhecidos na técnica como HEUR, e espessantes celulósicos tais como hidroximetil celulose (HMC), hidroxietil celulose (HEC), hidroxietil celulose hidrofobicamente modificada (HMHEC), carboximetil celulose de sódio (SCMC), carboximetil 2-hidroxietil celulose de sódio, 2-hidroxipropil metil celulose, 2-hidroxietil metil celulose, 2- hidroxibutil metil celulose, 2-hidroxietil etil celulose, 2-hidroxipropil celulose. Também utilizáveis como espessantes são sílica defumada, argila atapulgita e outros tipos de argila, e agentes quelantes de titanato.

[0031] Dispersantes podem incluir dispersantes não iônicos, aniônicos e catiônicos tais como poliácido, 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), dimetil amino etanol (DMAE), tripolifosfato de potássio (KTPP), polifosfato trissódico (TSPP), ácido cítrico e outros ácidos carboxílicos. Preferidos são os poliácidos com peso molecular apropriado. Os poliácidos podem incluir homopolímeros e polímeros com base em ácidos policarboxílicos, incluindo aqueles que foram hidrofobicamente ou hidrofilicamente modificados. Exemplos apropriados incluem ácido poliacrílico ou ácido polimetacrílico ou anidrido maleico com vários monômeros tais como estireno, ésteres de acrilato ou metacrilato, diisobutileno, e outros comonômeros hidrofílicos ou hidrofóbicos, assim como, os sais dos dispersantes mencionados acima, e misturas dos mesmos. O peso molecular de tal dispersante de poliácidos é de 400 a 50.000, ou de 400 a 30.000, preferivelmente de 500 a 10.000, mais preferivelmente de 1.000 a 5.000 e mais preferivelmente de 1.500 a 3.000.

[0032] Agentes antiespumantes e/ou agentes desespumadores podem incluir desespumadores à base de silicone e à base de óleo mineral. Tensoativos podem incluir tensoativos aniônicos, não iônicos, catiônicos e tensoativo anfifílico. Preferivelmente, o tensoativo é aniônico e tensoativos não iônicos, e mais preferivelmente, o tensoativo é tensoativo não iônico.

[0033] Agentes coalescentes apropriados, plastificantes, e outros cossolventes opcionais podem incluir etileno glicol, propileno glicol, hexileno glicol, 2,2,4-trimetil-1,3-rgpVcnqfkqn oqpqkuqdwVktcVq *VGZCPQN™+. Eqcuqn™. fiVgtgu inke„nkequ. álcoois minerais, metil carbitol, butil carbitol, ftalatos e adipatos.

[0034] A formulação das composições de revestimento de madeira envolve a seleção e mistura de ingredientes de revestimento apropriados nas proporções corretas para prover uma tinta com propriedades de manipulação e processamento específico e essencialmente uma película de tinta seca final com propriedades desejadas.

[0035] A composição de revestimento de madeira pode ser aplicada por métodos convencionais de aplicação tais como métodos de escovação e pulverização tais como pulverização atomizada com ar, pulverização auxiliada com ar, pulverização sem ar, pulverização de alto volume - baixa pressão, e pulverização sem ar auxiliada com ar. EXEMPLOS I. Matérias primas TABELA 1 A)

B)

II. Procedimentos

[0036] A. Preparação do Polímero Inventivo (IC) e Polímero Comparativo (CC)

i) Polimerização em dois estágios

[0037] Emulsão de Monômero 1 - tensoativo Latemul PD-104 (18 g, 20% ativo) foi dissolvido em água deionizada (130 g), com agitação. A emulsão de monômero 1 foi preparada adicionando os monômeros seguintes lentamente na solução agitada: 2-EHA, MMA, e MAA. As quantidades de cada monômero estão listadas na Tabela 2.

[0038] Emulsão de Monômero 2 - Tensoativo Latemul PD-104 (36 g, 20% ativo) foi dissolvido em água deionizada (128 g), com agitação. A emulsão de Monômero 2 foi preparada adicionando os monômeros seguintes lentamente na solução agitada: 2-EHA, MMA, BA, DAAm, aditivo Dow CorningTM 32 (DC-32), e MAA. As quantidades de cada monômero estão listadas na Tabela 2.

[0039] Uma solução contendo tensoativo Latemul PD-104 (20% ativo, 8,8 g para CC4, enquanto 22 g para os outros) e água deionizada (548 g) foi colocada em um frasco com fundo redondo de 4 gargalos de 5 litros equipado com um termopar, um condensador de resfriamento e um agitador, e foi aquecida para 85oC sob nitrogênio. Uma solução aquosa de carbonato de sódio (1,4 g de carbonato de sódio em 38 g de água deionizada), uma solução aquosa de iniciador de persulfato de amônia (APS) (1,4 g de APS em 15 g de água deionizada), e 4,7% de emulsão de monômero 1 foram adicionados ao frasco. Em cerca de 5 minutos, o início da polimerização foi confirmado pelo aumento da temperatura em 3oC e uma mudança da aparência externa da solução. Após o término da geração de calor, o restante da Emulsão de Monômero 1 foi adicionado ao frasco gradualmente ao longo de 90 minutos, com agitação. A temperatura da reação de polimerização foi mantida a 79 a 81oC. Após o término da adição, o vaso contendo a Emulsão de Monômero 1 e os tubos de alimentação levando ao frasco foram enxaguados com 30 g de água deionizada, e o enxague foi adicionado novamente ao frasco.

[0040] A Emulsão de Monômero 2 foi então adicionada da mesma maneira que a Emulsão de Monômero 1 ao longo de 90 minutos. Quando do término da adição, a mistura de reação foi mantida a 70oC durante 60 minutos. A reação foi resfriada para 50oC e então neutralizada para pH 7,08,0 com amônia (30%). A mistura de reação foi mantida a 45 a 50°C durante 10 minutos. Então a pasta fluida de ADH (18 g em 33 g de água no polímero inventivo, e 36 g de ADH em 66 g de água no polímero comparativo) foi pós- adicionada dentro do reator ao longo de 10 minutos e mantida durante 10 minutos. A reação foi resfriada para temperatura ambiente para dar uma emulsão de polímero final. TABELA 2. Carga de monômeros

ii) Polimerização em um estágio

[0041] Emulsão de Monômero 3 - tensoativo Latemul PD-104 (54 g, 20% ativo) foi dissolvido em água deionizada (260 g), com agitação. A emulsão de monômero 3 foi preparada adicionando os monômeros seguintes lentamente na solução agitada: DAAm, DC-32, 2-EHA, MMA, e MAA. As quantidades de cada monômero estão listadas na Tabela 3.

[0042] Uma solução contendo tensoativo Latemul PD-104 (22 g, 20% ativo) e água deionizada (548 g) foi colocada em um frasco com fundo redondo de 4 gargalos de 5 litros equipado com um termopar, um condensador de resfriamento e um agitador, e aquecida para 85oC sob nitrogênio. Uma solução aquosa de carbonato de sódio (1,4 g de carbonato de sódio em 38 g e água deionizada), uma solução aquosa de iniciador de persulfato de amônia (APS) (1,4 g de APS em 15 g de água deionizada), e 4,7% de emulsão de monômero 3 foram adicionados ao frasco. Em cerca de 5 minutos, o início da polimerização foi confirmado pelo aumento da temperatura em 3oC e uma mudança da aparência externa da mistura de reação. Após o término da geração de calor, o restante da emulsão de monômero 3 foi adicionado gradualmente ao frasco ao longo de 90 minutos, com agitação. A temperatura da reação de polimerização foi mantida a 79 a 81oC. Após o término da adição, o vaso que continha a emulsão de monômero 3 e tubos de alimentação levando ao frasco foram enxaguados com 30 g de água deionizada, e o enxague foi adicionado novamente ao frasco A mistura de reação foi mantida a 70oC durante 60 minutos. A reação foi resfriada para 50oC e então neutralizada para pH 7,0-8,0 com 30% amônia. A mistura de reação foi mantida a 45 a 50°C durante 10 minutos. Então a pasta fluida de ADH (18 g em 33 g de água) foi pós-adicionada dentro do reator ao longo de 10 minutos e mantida durante 10 minutos. A reação foi resfriada para temperatura ambiente para dar uma emulsão de polímero final. TABELA 3. Carga de monômeros

B. Preparação da formulação de revestimento de madeira

[0043] Em um béquer de plástico equipado com agitação mecânica e lamina de três lâminas, os componentes seguintes foram adicionados dentro do béquer em sequência (enquanto a velocidade do agitador está a 300-500 rpm) em 45 minutos: 680 g de emulsão de polímero, 170 g de água, 25 g de coalescente DOWANOLTM PnB (PNB), 8 g de coalescente DOWANOLTM DPnB (DPnB), 3,7 g de desespumador TEGOTM Airex 902w (902W), 3,1 g agente de umedecimento BykTM 346 (Byk 346), 30 g de agente de acabamento mate Deutron MK (MK), 80 g de água, 3 g de agente de umedecimento TEGOTM Glide 410 (Glide 410) e 2 g e modificador de reologia ACRYSOLTM RM-8W (RM-8W). Após o que, os componentes foram misturados continuamente durante outros 15 minutos para produzir um revestimento de madeira final. O teor de sólidos do revestimento de madeira final é 30%.

C. Métodos de teste: i) Resistência a água (BS EN 12720:2009; Equipamento. Avaliação de resistência na superfíekg c níswkfqu 1'riqs) *“DU GP” uiipifíec “Driviuj UVcpfctf Gwtqrgcp Pqto” g fi wo rcft«q fc indústria.)

[0044] Painéis foram preparados aplicando por escovação três revestimentos a 80-90g/m2sobre cada tipo de madeira. Após o primeiro revestimento, os painéis foram deixados em temperatura ambiente (RT) durante quatro horas e então lixados com lixa. Após o terceiro revestimento, os painéis foram deixados secar em temperatura ambiente durante 4 horas então em um forno a 50°C durante 48 horas antes de iniciar os testes de resistência a água. Papel de filtro tipo disco foi saturado com água de teste, colocado sobre os painéis acabados e cobertos com uma tampa para reduzir a evaporação. Após 24 horas, as coberturas foram removidas. As áreas testadas foram esfregadas com tecidos faciais úmidos, deixadas secar em RT para observar o grau de danificação. O padrão de classificação para escala de 1-5, onde 1 foi o pior, e 5 foi o melhor, é listado abaixo. 1: Mudança forte; a estrutura da superfície sendo distintamente mudada e/ou descoloração, mudança no brilho e cor, e/ou o material da superfície sendo totalmente ou parcialmente removido, e/ou o papel de filtro aderindo à superfície; 2: Mudança significante; área de teste claramente distinguível da área ao redor adjacente, visível em todas as direções vistas, por exemplo, descoloração, mudança no brilho e cor, e/ou estrutura da superfície levemente mudada, por exemplo, intumescimento, aumento de fibra, rachadura, bolhas; 3: Mudança moderada; área de teste claramente distinguível da área ao redor adjacente, visível em várias as direções vistas, por exemplo, descoloração, mudança no brilho e nenhuma mudança de cor na estrutura da superfície, por exemplo, intumescimento, aumento de fibra, rachadura, bolhas; 4: Mudança menor; área de teste distinguível da área ao redor adjacente, apenas quando a fonte de luz é refletida na superfície de teste e é refletida para os olhos do observador, por exemplo, descoloração, mudança no brilho e nenhuma mudança da cor na estrutura da superfície, por exemplo, intumescimento, aumento de fibra; 5: Nenhuma mudança; área de teste indistinguível da área ao redor adjacente.

ii) Resistência ao álcool (BS EN 12720:2009; Equipamento. Avaliação da resistência na superfície a líquidos frios)

[0045] Painéis foram preparados aplicando por escovação três revestimentos a 80-90g/m2sobre cada tipo de madeira. Após o primeiro revestimento, os painéis foram deixados a RT durante quatro horas e depois lixados com lixa. Após o terceiro revestimento, os painéis foram deixados secar a temperatura ambiente durante 4 horas então em um forno a 50°C durante 48 horas antes de iniciar os testes de resistência a água. Discos de filtro foram saturados com 48% de álcool de teste, colocados sobre os painéis acabados e cobertos com uma tampa para reduzir a evaporação. Após 1 hora, as coberturas foram removidas. As áreas testadas foram esfregadas com tecidos faciais úmidos, deixadas secar a RT para observar o grau de danificação. O padrão de classificação para escala 1-5, onde 1 foi o pior, e 5 foi o melhor, é listado abaixo. 1: Mudança forte; a estrutura da superfície sendo distintamente mudada e/ou descoloração, mudança no brilho e cor, e/ou o material da superfície sendo totalmente ou parcialmente removido, e/ou o papel de filtro aderindo à superfície; 2: Mudança significante; área de teste claramente distinguível da área ao redor adjacente, visível em todas as direções vistas, por exemplo, descoloração, mudança no brilho e cor, e/ou estrutura da superfície levemente mudada, por exemplo, intumescimento, aumento de fibra, rachadura, bolhas; 3: Mudança moderada; área de teste claramente distinguível da área ao redor adjacente, visível em várias direções vistas, por exemplo, descoloração, mudança no brilho e nenhuma mudança de cor na estrutura da superfície, por exemplo, intumescimento, aumento de fibra, rachadura, bolhas; 4: Mudança menor; área de teste distinguível da área ao redor adjacente, apenas quando a fonte de luz é refletida na superfície de teste e é refletida para os olhos do observador, por exemplo, descoloração, mudança no brilho e nenhuma mudança da cor na estrutura da superfície, por exemplo, intumescimento, aumento de fibra; 5: Nenhuma mudança; área de teste indistinguível da área ao redor adjacente.

iii) Transparência

[0046] Medidor de turvação duplo do tipo Byk haze-gard (disponível a BYK-Gardner GmbH) foi usado para avaliar a transparência das películas de revestimento. A película de revestimento foi preparada com um aplicador de estiramento com uma película úmida de 120 μm de espessura sobre uma placa de vidro e curada no forno a 50oC durante 48 horas. O medidor de turvação duplo Byk haze-gard testa o painel e provê dois parâmetros: Transmitância e Turvação. A transparência da película de revestimento foi calculada com base na equação seguinte: Transparência= Transmitância *(1- Turvação). Transparência abaixo de 20 foi inaceitável.

iv) Dureza de lápis (ASTM D3363 - 05(2011)e2 Método de Teste Padrão para Dureza de Película pelo Teste do Lápis.)

[0047] Uma película de revestimento foi preparada com um aplicador de estiramento com uma película úmida de 120 μm de espessura sobre uma placa de vidro e curada em um forno a 50oC durante 48 horas. A dureza de lápis foi testada sobre o painel de vidro com um conjunto de lápis de madeira calibrado Mitsubishi. O conjunto de lápis de madeira calibrado Mitsubishi satisfaz a seguinte escala de dureza: 6H, 5H, 4H, 3H, 2H, H, F, HB, B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, onde 6H foi o mais duro, e 6B foi o mais mole. CrtqzkocfcogpVg 7 c 8 oo (5 1€? c 3/6 rqngicfcu+ fg ocfgktc fotco cuidadosamente removidos do ponto do lápis de madeira um apontador mecânico tipo desenhador para deixar um cilindro uniforme, livre, não marcado, do núcleo de grafite. O lápis foi mantido a um ângulo de 90 graus para o papel abrasivo, esfregando o núcleo de grafite contra o papel abrasivo mantendo um ângulo exato de 90 graus até que uma seção transversal plana, uniforme e circular foi obtida. A seção transversal estava livre de lascas ou marcas na borda da mesma. O painel revestido foi colocado sobre uma superfície nivelada, firme, horizontal. O teste foi iniciado com um lápis Mitsubishi tendo a dureza maior e continuado na escala de dureza até que o lápis não irá cortar dentro ou goivar a película de revestimento. O lápis foi mantido firmemente por um suporte mecânico a um ângulo de 45 contra a película de revestimento (apontado para longe do operador) e empurrado para nqpig fq qrgtcfqto Hqk uwigtkfq swg q eqortkogpVq fq Vtc>q gtc 8.7 oo *36 polegadas).

[0048] A dureza de lápis da película de revestimento foi registrada como o lápis mais duro que não cortou dentro ou goivou a película de revestimento. TABELA 4. Desempenho de revestimento de madeira aceitável

III. Resultados:

[0049] Resultados de desempenho do revestimento de madeira são mostrados na Tabela 6. TABELA 5. Resultados de desempenho do revestimento de Madeira

[0050] O exemplo comparativo 1 (Comp. 1) mostrou que um revestimento com 37% de EHA, mas nenhum DC-32 teve resistência pobre a água/álcool (2).

[0051] O exemplo comparativo 2 mostrou que um revestimento com sobrecarga de EHA teve boa resistência ao álcool (3), mas resistência a água pobre (2) e dureza de lápis pobre (3B).

[0052] O exemplo comparativo 3 mostrou que um revestimento com DC-32 insuficiente teve transparência pobre (15) e resistência a água pobre (3).

[0053] O exemplo comparativo 4 mostrou que um revestimento com tamanho de partícula maior teve transparência pobre (16).

[0054] Os exemplos 1-7 mostraram que revestimentos com EHA na faixa de 28% a 46% e DC-32 na faixa de 2% a 4% tiveram resistência a água/álcool boa e equilibrada (3), transparência (acima de 20) e dureza de lápis (B a HB).

[0055] A comparação entre os Exemplos 8 e 3 mostrou que tal desempenho de revestimento desejável pode ser alcançado tanto por polimerização de um estágio como polimerização de dois estágios.

Claims

1. Dispersão de polímero, caracterizadapelo fato de que compreende, com base no peso total da dispersão de polímero, de 40% em peso a 70% em peso de água e de 30% em peso a 60% em peso de partículas de polímero compreendendo, como unidades polimerizadas, com base no peso total das partículas de polímero, i) de 28% em peso a 46% em peso de pelo menos um monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila; ii) de 0,1% em peso a 10% em peso de pelo menos um monômero de auto-reticulação; iii) de 2% em peso a 4% em peso de pelo menos um silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono; iv) de 0,5% em peso a 5% em peso de um tensoativo reativo; em que o silicone reativo com pelo menos uma ligação dupla e o monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila são polimerizados através da ligação dupla carbono-carbono; as partículas de polímero têm uma Tg de 20oC a 50oC; e um tamanho de partícula de 50 a 150 nm; em que o silicone reativo tem uma das fórmulas seguintes (I) a (III):

em que R1 ou R4 são o mesmo ou diferentes, e representam um átomo de hidrogênio ou um grupo metila; R2 ou R3 são o mesmo ou diferentes, e representam um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; e n representa um número inteiro de 1 a 100;

em que R1 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo metila; R2 representa um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; R3 representa um grupo C1-C10 alquila ou um grupo C1-C10 alcóxi; e n representa um número inteiro de 1 a 100; ou

em que R1 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo metila, e R2 representa um grupo C1-C6 hidrocarboneto bivalente; em que o tensoativo reativo tem uma estrutura de R1-R2; em que R1 é um grupo alquenila selecionado dentre CH3-CH=CH-, CH2=CH-HC, CH2=C(CH3)-CH2-CH2-; R2 é um radical compreendendo pelo menos dois átomos de carbono e pelo menos uma unidade de oxileno, oxipropileno ou oxibutileno; e em que o monômero de autorreticulação se refere a monômeros contendo grupos acetoacetóxi, grupos acetoacetamida, grupos N- hidróximetila ou grupos funcionais diacetona acrilamida.

2. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila é selecionado dentre (met)acrilato de 2- etilhexila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de laurila, (met)acrilato de isodecila, e a combinação dos mesmos.

3. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o monômero não iônico de éster de (met)acrilato de C6-C22 alquila é selecionado dentre (met)acrilato de 2- etilhexila, (met)acrilato de laurila, e a combinação dos mesmos.

4. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o monômero de auto-reticulação é selecionado dentre diacetona acrilamida, (met)acrilato de acetoacetóxi etila, (met)acrilato de acetoacetóxi propila, acetoacetato de alila, (met)acrilato de acetoacetóxi butila, (met)acrilato de 2,3-di(acetoacetóxi) propila, e a composição dos mesmos.

5. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tensoativo reativo tem a estrutura de R1-R2; em que R2 é -C6H3(R3)-O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-CH2-CH(CH2-O-C6H4-R3)- O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH3)-O)n-R4, -O- (CH2-CH(CH2CH3)-O)n-R4, -O-(CH2-CH2-O)m-(CH2-CH(CH3)-O)n-R4, -O- (CH2-CH(CH3)-O)m-(CH2-CH2-O)n-R4, -O-(CH2-CH(CH2CH3)-O)m-(CH2- CH2-O)n-R4, ou -O-(CH2-CH2-O)m-(CH2-CH(CH2CH3)-O)n-R4; em que R3 é um grupo alquila; R4 é hidrogênio ou um grupo polar; n é de 5 a 100; e m é de 0 a 100.

6. Composição de revestimento de madeira, caracterizada pelo fato de que compreende de 50% em peso a 85% em peso, com base no peso total da composição de revestimento de madeira, da dispersão de polímero como definida nas reivindicações 1 a 5.