BR112016017216B1

BR112016017216B1 - Composição de revestimento aquosa

Info

Publication number: BR112016017216B1
Application number: BR112016017216-7A
Authority: BR
Inventors: Feng Bai; Wendy L. Thompson; Haeen Sykora; Terry R. Hobbs
Original assignee: 3M Innovative Properties Company
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2022-10-11
Also published as: CA2937827C; NZ722373A; BR112016017216A2; JP2017511395A; SG11201606038SA; EP3099749A4; CN105940062A; KR20160114652A; EP3099749B1; EP3099749A1; WO2015116459A1; MX2016009577A; US20170009085A1; CA2937827A1; US10465079B2; JP6688734B2; KR102345912B1; CN105940062B

Abstract

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO AQUOSA, MÉTODO PARA REVESTIR UMA SUPERFÍCIE DE SUBSTRATO E PARTÍCULA As modalidades da presente invenção podem incluir composições de revestimento aquosas, partículas modificadas e métodos. Em uma modalidade, uma composição de revestimento aquosa é incluída com partículas que têm um núcleo inorgânico, uma superfície no exterior do núcleo, um agente que inclui uma porção hidrofóbica aderida à superfície e um agente que inclui uma porção hidrofílica aderida à superfície. A composição de revestimento aquosa pode incluir adicionalmente uma composição de polímeros formadora de filme que inclui um polímero e água. As partículas podem ser misturadas com a composição de polímeros. Em uma modalidade, é incluído um método para revestir uma superfície de piso, sendo que o método inclui a aplicação de uma composição de revestimento aquosa à superfície do piso e a secagem da composição de revestimento aquosa. Em uma modalidade, uma partícula é incluída. A partícula pode incluir uma porção hidrofóbica aderida à superfície da partícula e agentes que incluem uma porção hidrofílica aderida à superfície da partícula. Outras modalidades estão também incluídas na presente invenção.

Description

ANTECEDENTES

[0001] As composições de revestimento aquosas, como as de acabamento ou polimento de pisos, têm muitas aplicações tanto para melhorar a estética quanto para ajudar na manutenção e proteção da superfície. Essas composições de revestimento são frequentemente aplicadas a uma superfície de piso (ou outro tipo de superfície) e depois deixadas a secar ao ar, em geral à temperatura e umidade ambientes. É formado um filme que serve como barreira protetora contra a sujeira depositada no piso, por exemplo, pelo trânsito de pedestres ou por outros tipos de trânsito. Essas mesmas composições de polímeros podem ser aplicadas a superfícies de outros substratos para as quais se deseje proteção, como pisos de ladrilho, paredes, móveis, janelas, balcões, superfícies de banheiro, superfícies de fibra de vidro, superfícies plásticas e similares.

SUMÁRIO

[0002] As modalidades da presente invenção podem incluir composições de revestimento aquosas, partículas modificadas e métodos relacionados. Em uma modalidade, uma composição de revestimento aquosa é incluída com partículas que têm um núcleo inorgânico, uma superfície no exterior do núcleo, um agente que inclui uma porção hidrofóbica aderida à superfície e um agente que inclui uma porção hidrofílica aderida à superfície. A composição de revestimento aquosa pode incluir adicionalmente uma composição de polímeros formadora de filme que inclui um polímero e água. As partículas podem ser misturadas com a composição de polímeros.

[0003] Em uma modalidade, é incluído um método para revestir uma superfície de substrato, sendo que o método inclui a aplicação de uma composição de revestimento aquosa à superfície de um piso. A composição de revestimento aquosa pode incluir partículas que têm um núcleo inorgânico, uma superfície no exterior do núcleo, um agente que inclui uma porção hidrofóbica aderida à superfície e um agente que inclui uma porção hidrofílica aderida à superfície. A composição de revestimento aquosa pode incluir adicionalmente uma composição de polímeros formadora de filme que inclui um polímero e água. O método pode incluir adicionalmente a secagem da composição de revestimento aquosa.

[0004] Em uma modalidade, uma partícula é incluída. A partícula inclui um núcleo inorgânico e uma superfície no exterior do núcleo. A partícula inclui adicionalmente uma pluralidade de agentes que incluem uma porção hidrofóbica aderida à superfície e uma pluralidade de agentes que incluem uma porção hidrofílica aderida à superfície. A partícula pode ter um diâmetro entre cerca de 5 nm e cerca de 200 nm. Em algumas modalidades, ao menos cerca de 20% da superfície da partícula é coberta pelos agentes que incluem uma porção hidrofílica e os agentes que incluem uma porção hidrofóbica. A razão entre os agentes que incluem uma porção hidrofílica e os agentes que têm uma porção hidrofóbica pode ser de cerca de 80:1 a cerca de 2:1 (mol:mol).

[0005] Este resumo é uma resenha de alguns dos ensinamentos do presente pedido e não tem por objetivo ser um tratamento exclusivo ou exaustivo do presente assunto. Detalhes adicionais são encontrados na descrição pormenorizada e nas reivindicações anexadas. Outros aspectos ficarão evidentes aos versados na técnica ao lerem e compreenderem a descrição detalhada a seguir, e ao examinarem os desenhos que fazem parte da mesma, cada um dos quais não deve ser tomado em sentido limitante. O escopo da presente revelação é definido pelas reivindicações anexadas e seus equivalentes legais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] As modalidades podem ser mais bem compreendidas se relacionadas aos desenhos a seguir, nos quais:

[0007] A Figura 1 é uma vista esquemática em seção transversal de uma partícula, de acordo com várias modalidades da presente invenção.

[0008] A Figura 2 é uma vista esquemática em seção transversal de uma porção de uma composição de revestimento aquosa de acordo com várias modalidades da presente invenção.

[0009] Embora as modalidades da presente invenção sejam suscetíveis a diversas modificações e formas alternativas, aspectos específicos da mesma foram mostrados por meio de exemplos e desenhos e serão descritos em detalhes. Deve-se compreender, no entanto, que não se pretende limitar a invenção às modalidades específicas descritas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que caiam dentro do espírito e escopo da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] As modalidades aqui descritas não se destinam a ser exaustivas ou a limitar-se às formas precisas reveladas na descrição detalhada a seguir. Mais propriamente, as modalidades são escolhidas e descritas para que outros versados na técnica possam avaliar e entender os princípios e práticas das presentes modalidades.

[0011] Todas as publicações e todos os pedidos de patente citados na presente invenção estão aqui incorporados, a título de referência. As publicações e pedidos de patente aqui revelados são fornecidos somente para suas revelações. Nada nesta invenção deve ser interpretado como uma admissão de que os inventores não tenham direito a preceder qualquer publicação e/ou patente, incluindo qualquer publicação e/ou patente citada na presente invenção.

[0012] As modalidades da presente invenção se referem a uma composição de revestimento aquosa de superfície, que inclui uma composição polimérica formadora de filme e partículas inorgânicas dispersas no interior da composição polimérica. As partículas inorgânicas incluem um agente que inclui uma porção hidrofóbica aderida à superfície das partículas e um agente que inclui uma porção hidrofílica aderida à superfície das partículas.

[0013] Os revestimentos resultantes feitos com a composição de revestimento de superfície têm coeficientes de atrito desejáveis e significativa resistência à água. A título de exemplo, os revestimentos resultantes, quando secados, podem apresentar uma resistência à água que é maior que a de um revestimento que é formado por uma composição idêntica em outros aspectos, que inclui apenas partículas com um agente que compreende uma porção hidrofílica aderido à superfície e não contém um agente que compreende uma porção hidrofóbica aderido à superfície. Em várias modalidades, os revestimentos resultantes, quando secados, podem apresentar uma resistência à água suficiente para o revestimento não apresentar danos após a exposição à água durante 24 horas. Em várias modalidades, os revestimentos resultantes, quando secados, podem apresentar um coeficiente de atrito (medido em conformidade com a norma ASTM D2047, por exemplo) quando secado sobre a superfície de um substrato que é maior que cerca de 0,6. Em algumas modalidades, o coeficiente de atrito pode ser maior que cerca de 0,65. Em algumas modalidades, o coeficiente de atrito pode ser maior que cerca de 0,7. Em algumas modalidades, o coeficiente de atrito pode ser maior que cerca de 0,75.

[0014] Em várias modalidades, o revestimento que resulta da aplicação das composições de revestimento da presente invenção a uma superfície ou a um substrato pode apresentar propriedades ópticas desejáveis. O brilho de uma superfície pode ser testado de várias formas, incluindo, mas não se limitando a, segundo a norma ASTM D523. A título de exemplo, em algumas modalidades, o revestimento resultante pode apresentar um brilho (60°) maior que cerca de 60, maior que cerca de 65, ou maior que cerca de 70, ou maior que cerca de 75, ou maior que cerca de 80.

[0015] A Distinção da Imagem (DOI) pode ser medida de várias formas, incluindo, mas não se limitando a, segundo a norma ASTM D5767. Em algumas modalidades, o revestimento resultante pode apresentar uma Distinção de Imagem (60°) maior que 80, ou maior que cerca de 82, ou maior que cerca de 84, ou maior que cerca de 86, ou maior que cerca de 88, ou maior que cerca de 90, ou maior que cerca de 92.

[0016] Com relação agora à Figura 1, é mostrada uma vista esquemática em seção transversal de uma partícula 100 de acordo com várias modalidades da presente invenção. A partícula pode incluir um núcleo 102 e uma superfície 108. Os agentes que compreendem porções hidrofílicas 104 e os agentes que compreendem porções hidrofóbicas 106 podem ser aderidos à superfície 108. Com relação agora à Figura 2, é mostrada uma vista esquemática em seção transversal de uma porção de uma composição de revestimento aquosa 200 de acordo com várias modalidades da presente invenção. A composição de revestimento aquosa pode incluir partículas 202 misturadas com uma composição de polímeros 204. Aspectos desses componentes são descritos com mais detalhes abaixo.

[0017] A composição de revestimento pode ser aplicada a uma variedade de substratos como, por exemplo, pisos, paredes, balcões, móveis, janelas, superfícies de fibra de vidro, superfícies plásticas e superfícies de banheiro. Em muitos casos, o substrato é um piso, mas pode ser qualquer superfície sobre a qual possa ser aplicada a composição de revestimento da presente descrição. Materiais específicos de substrato podem incluir, mas não se limitam a, vinil, cerâmica, cimentícios, madeira, superfícies fibrosas, pedras cultivadas, pedras naturais (incluindo, mas não se limitando a arenito, granito, quartzito e mármore, entre outras) e similares.

[0018] Em várias modalidades, o material de partículas inorgânicas inclui uma pluralidade de partículas modificadas por compostos tendo porções hidrofílicas e modificadas por compostos tendo porções hidrofóbicas. As partículas inorgânicas podem incluir partículas de óxidos de metal em qualquer estado de oxidação. Exemplos de óxidos de metal podem incluir, mas não se limitam a, sílica, alumina, zircão, óxido de vanádio, óxido de titânio, óxido de cério, óxido de ferro, óxido de antimônio, óxido de estanho, alumina/sílica e combinações dos mesmos, sendo a sílica um exemplo específico. Em algumas modalidades, as partículas inorgânicas podem ser nanopartículas que têm um tamanho médio de partícula (diâmetro) de 5 a 200 nm. Em algumas modalidades, as partículas podem ter um tamanho de partícula na faixa de 5 a 40 nm. As partículas podem incluir um núcleo inorgânico e uma superfície no exterior do núcleo. Em algumas modalidades, podem ser usadas partículas de um só tamanho ou de uma faixa de tamanho específico. Em outras modalidades, partículas de um só tamanho ou de uma faixa de tamanho específicos podem ser usadas em conjunto com partículas de um segundo (ou subsequente) tamanho ou faixa de tamanho específicos.

[0019] As partículas podem incluir uma superfície externa que é modificada. A título de exemplo, a modificação da superfície das partículas inorgânicas pode incluir a anexação nessa superfície de compostos que modificam as características da mesma. O termo "partícula de superfície modificada" pode ser usado para se referir a uma partícula que inclui grupos de superfície fixados à superfície da partícula.

[0020] Os agentes usados para modificar a superfície das partículas podem incluir ao menos duas extremidades funcionais, uma primeira extremidade (ou extremidades) que adere à superfície externa de cada partícula inorgânica e fornece funcionalidade aderente, e uma segunda extremidade (ou extremidades) (ou "cauda") que se projeta a partir da partícula e fornece funcionalidade para mudar as características da partícula. O termo "que adere" inclui, por exemplo, por ligação covalente, pontes de hidrogênio, atração eletrostática, forças de London e interações hidrofóbicas. Os agentes podem ser quimissorvidos ou fisissorvidos.

[0021] Deve-se observar que tais agentes podem ser aplicados como compostos únicos que incluem as duas funcionalidades ou podem ser formados in situ como pela aplicação de um primeiro composto que fornece funcionalidade de fixação (ou acoplamento) (incluindo, mas não se limitando a, aminossilanos, silanos vinílicos, silanos metacrílicos) e que ligam ou fixam de outra forma naquele local um segundo composto (ou subsequente) que fornece a desejada funcionalidade modificadora de características.

[0022] Os agentes podem compreender ácidos orgânicos, bases orgânicas, silanos e combinações dos mesmos. O tipo de agente pode depender do tipo de partícula inorgânica e da química da composição de revestimento de superfície. Em modalidades (incluindo, mas não se limitando a, no contexto de nanopartículas de sílica), os agentes podem especificamente incluir agentes de acoplamento silano. Os agentes de acoplamento silano são organossilanos bifuncionais e estão disponíveis diversos agentes de acoplamento silano aceitáveis.

[0023] Em várias modalidades, um ou mais agentes que incluem uma porção hidrofóbica são ligados à superfície da partícula inorgânica. Esses agentes podem incluir, mas não se limitam a, agentes de acoplamento silano com caudas que são hidrofóbicas. Os agentes com porções hidrofóbicas podem incluir os que têm cadeia alcano, alceno ou alcino (linear, ramificada ou cíclica) e funcionalidade fenila. Em várias modalidades, esses agentes podem incluir um comprimento de cadeia de C2 a C40. O agente hidrofóbico pode conter um ou mais grupos ou segmentos hidrofóbicos por molécula.

[0024] O agente hidrofóbico pode incluir especificamente silanos hidrofóbicos, como os alquilsilanos ou fenilsilanos. Em algumas modalidades, o agente hidrofóbico pode ser um composto da fórmula X1-L1-R1, em que X1 é um grupo alcoxissilano ou clorossilano, L1 é um grupo de ligação e R1 é uma porção hidrofóbica. Silanos hidrofóbicos exemplificadores podem incluir aqueles representados pela seguinte estrutura: XmSi-(Y-R)4-m em que X é uma porção hidrolisável como uma alcoxila, uma aciloxila ou um halogênio; m vale de 1 a 3; Y é um radical orgânico bifuncional; e R é um radical orgânico que atribui um caráter hidrofóbico.

[0025] Os agentes hidrofóbicos específicos podem incluir, mas não se limitam a, trialcoxila ou tricloroalquilsilanos com comprimento de cadeia (linear, ramificada ou cíclica) de C2 a C40, e, em algumas modalidades, comprimento de cadeia de C6 a C24. Os agentes hidrofóbicos podem incluir, mas não se limitam a, etiltriclorossilano, etiltrimetoxissilano, etiltrietoxissilano, propiltriclorossilano, propiltrimetoxissilano, propiltrietoxissilano, n-butiltriclorossilano, n-butiltrimetoxissilano, n-butiltrietoxissilano, pentiltriclorossilano,pentiltrimetoxissilano, pentiltrietoxissilano, hexiltriclorossilano, hexiltrimetoxissilano, hexiltrietoxissilano, heptiltriclorossilano, heptiltrimetoxissilano, heptiltrietoxissilano, octiltriclorossilano, octiltrimetoxissilano, octiltrietoxissilano, iso-octiltriclorossilano,hexadeciltrimetoxissilano, hexadeciltrietoxissilano, e similares.

[0026] Além do(s) agente(s) que incluem uma porção hidrofóbica, em várias modalidades, um ou mais agentes que incluem uma porção hidrofílica são ligados à superfície da partícula inorgânica. Esses agentes incluem agentes de acoplamento silano com caudas que são hidrofílicas e podem ser não iônicas ou iônicas. Em algumas modalidades, o agente hidrofílico pode ser um composto de fórmula X2-L2-R2, em que X2 é um grupo alcoxissilano ou clorossilano, L2 é um grupo de ligação e R2 é uma porção hidrofílica. Os agentes não iônicos com porções hidrofílicas podem incluir funcionalidade álcool, amina, ureia, poliéter, tiol e/ou carbonila (como cetona, aldeído, éster), e similares. Silanos hidrofílicos não iônicos adequados podem incluir, por exemplo, metoxietoxi-etoxietoxi-ureídopropiltrietoxissilano (CH3CH2O)3 Si(CH2)3 NHC(O)OCH2 CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3, 1-[3-(trimetoxissilil)propil]ureia, anidrido (3-trietoxissilil)propilsuccínico, e vários silanos à base de polietilenoglicol. Silanos hidrofílicos exemplificadores podem incluir aqueles com caudas de polietilenoglicol, representados pela estrutura a seguir: XmSi-(Y-OCH2CH2(OCH2CH2)nOR)4-m em que X é uma porção hidrolisável como uma alcoxila, uma aciloxila ou um halogênio; m vale de 1 a 3; Y é um radical orgânico bifuncional; n =1 a 100; e R é um radical orgânico que não atribui um caráter hidrofóbico.

[0027] Em algumas modalidades, os agentes hidrofílicos iônicos são empregados com grupos funcionais aniônicos ou catiônicos. Os tipos de grupos funcionais aniônicos podem incluir os sais de ácidos carboxílicos, de ácidos sulfônicos e de ácidos fosfóricos. Os tipos catiônicos podem incluir aminas quaternárias e aminas protonadas. O agente hidrofílico pode conter um ou mais grupos iônicos por molécula. Os silanos hidrofílicos que contêm sais de ácidos carboxílicos podem ser usados para modificação da superfície de partículas de sílica. Esses sais podem incluir o sal de sódio de carboxietilsilanotriol, bem como os sais de outros agentes de acoplamento silano baseados em ácidos como 4-carboxibutiltrietoxissilano (CH3CH2O)3 Si(CH2) 4 CO2H, 10-carboxideciltrietoxissilano (CH3CH2O)3Si(CH2)10CO2H, etc. De modo similar, uma variedade de agentes de acoplamento silano baseados em diácidos estão disponíveis, com o produto da hidrólise do anidrido 3-(3-trimetissililpropiltio)succínico, com a amônia aquosa fornecendo uma formulação aceitável.

[0028] Além dos agentes que incluem uma porção hidrofílica, em várias modalidades, um ou mais agentes que incluem uma porção hidrofóbica estão também ligados à superfície da partícula inorgânica.

[0029] O material de partícula inorgânica com superfície modificada pode ser caracterizado, em algumas modalidades, pela quantidade da área superficial das partículas coberta pelos agentes hidrofílicos e hidrofóbicos. A tabela a seguir mostra quantidades molares típicas de compostos de silano necessárias para obter uma total cobertura da área superficial (que será mencionada, na presente invenção, como 100% de cobertura superficial). Tamanhos menores de partículas, como as de diâmetro de 5 nm, podem se desviar um pouco por exigirem um pouco menos de silano que seria de se esperar com base no diâmetro para se obter total cobertura da área superficial (ou 100%). Deve-se observar que o uso de quantidades adicionais de compostos de silano é contemplado (isto é, além das quantidades necessárias para 100% de cobertura ou sobrecarga).

[0030] Em várias modalidades, as quantidades usadas dos compostos de silano hidrofílicos e hidrofóbicos juntos são suficientes para cobrir ao menos cerca de 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% ou 100% da área superficial das partículas.

[0031] Em várias modalidades, as quantidades usadas dos compostos de silano hidrofílicos e hidrofóbicos são suficientes para cobrir juntos de 5 a 100%; em algumas modalidades, de 15 a 80%; em algumas modalidades, de 25 a 70%; em algumas modalidades, de 30 a 50%; em algumas modalidades, de 35 a 45%; em algumas modalidades, cerca de 40% da área superficial das partículas.

[0032] O agente hidrofílico pode cobrir de 5 a 99,9% da superfície das partículas inorgânicas; em algumas modalidades, de 5 a 60% da superfície das partículas inorgânicas; em algumas modalidades, de 5 a 50% da superfície das partículas inorgânicas; em algumas modalidades, de 10 a 40%; em algumas modalidades, de 10 a 30%; em algumas modalidades, de 15 a 25%; em algumas modalidades, cerca de 20%.

[0033] Em várias modalidades, uma quantidade menor do agente hidrofóbico em uma base molar é usada, em comparação com o agente hidrofílico. O agente hidrofóbico pode cobrir de 0,1% a 10% da superfície das partículas inorgânicas; em algumas modalidades, de 0,5 a 5%; em algumas modalidades, cerca de 1%.

[0034] A razão entre a cobertura do agente hidrofílico e a cobertura do agente hidrofóbico pode ser de cerca de 80:1 a cerca de 2:1 (em mols); em algumas modalidades, de cerca de 40:1 a cerca de 4:1; em algumas modalidades, de cerca de 30:1 a cerca de 10:1; em algumas modalidades, de cerca de 25:1 a cerca de 15:1.

[0035] Em algumas modalidades, podem ser usadas partículas de uma única quantidade específica de cobertura superficial e/ou razão entre modificação hidrofóbica e modificação hidrofílica. Em outras modalidades, podem ser usadas partículas de uma primeira quantidade específica de cobertura superficial e/ou razão entre modificação hidrofóbica e modificação hidrofílica, em conjunto com partículas de uma segunda (ou subsequente) quantidade específica de cobertura superficial e/ou razão entre modificação hidrofóbica e modificação hidrofílica.

[0036] A modificação da superfície pode ser realizada por quaisquer meios adequados. Em algumas modalidades, os agentes hidrofílicos e hidrofóbicos são adicionados à suspensão e deixados ali por um intervalo de tempo para aderirem às superfícies das partículas inorgânicas. Esse intervalo pode situar-se na faixa de minutos a horas. Em alguns casos, os agentes hidrofílicos e hidrofóbicos são adicionados ao mesmo tempo. Em outros casos, os agentes hidrofílicos e hidrofóbicos podem ser aderidos às superfícies das partículas inorgânicas em etapas diferentes.

[0037] No caso de alguns agentes de acoplamento silano, um catalisador apropriado e a temperatura elevada podem ser necessários para completar a modificação da superfície. No caso de agentes de acoplamento iônicos, uma base adicional pode ser acrescentada para neutralizar o ácido livre ou facilitar outras reações como a hidrólise da funcionalidade anidrido.

[0038] As composições de revestimento aquosas da presente invenção podem também incluir uma composição de polímeros formadora de filme. A composição de polímeros formadora de filme pode assumir uma ampla variedade de formas e pode incluir um ou mais polímeros (incluindo, mas não se limitando a polímeros, copolímeros e terpolímeros) e água. Em algumas modalidades, a composição de polímeros formadora de filme pode ter como base uma emulsão. A composição de polímeros formadora de filme pode incluir polímero(s) que são polímeros acrílicos, copolímeros acrílicos, copolímeros estireno-acrílicos ou misturas dos mesmos. Os polímeros acrílicos contêm apenas um tipo de monômero de acrilato, enquanto os copolímeros acrílicos compreendem dois ou mais tipos diferentes de monômeros de acrilato. Os copolímeros estireno-acrílicos compreendem ao menos um tipo de monômero de estireno e ao menos um tipo de monômero de acrilato. Os monômeros de acrilato podem incluir ácido acrílico, acrilato de butila, acrilato de etila, acrilato de metila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilonitrila, acrilamida, ácido metacrílico, metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de butila, metacrilamida e similares. Os monômeros de estireno podem incluir estireno, alfa-metil estireno, e similares.

[0039] Os copolímeros acrílicos comercialmente disponíveis adequados para composições de revestimento de superfícies incluem, mas não se limitam a, copolímeros de metacrilato de metila/acrilato de butila/ácido metacrílico (MMA/BA/MAA), copolímeros de metacrilato de metila/acrilato de butila/ácido acrílico (MMA/BA/AA) e similares.

[0040] Os copolímeros estireno-acrílicos comercialmente disponíveis adequados incluem, mas não se limitam a, copolímeros de estireno/metacrilato de metila/acrilato de butila/ácido metacrílico (S/MMA/BA/MAA), copolímeros de estireno/metacrilato de metila/acrilato de butila/ácido acrílico (S/MMA/BA/AA) e similares.

[0041] Os polímeros acrílicos comercialmente disponíveis adequados para composições de revestimento de superfícies incluem, por exemplo, o Morglo II Latex da Omnova Solutions, Inc., de Chester, S.C., EUA. Outros copolímeros acrílicos disponíveis comercialmente incluem: Rhoplex B- 924, Roshield 3188, e Duraplus 3, da Dow Chemical de Midland, MI, EUA; Megatran 220 e Megatran 240 da Interpolymer Corporation de Canton, EUA; MA, MAC 34 e AC 2728 da Alberdingk Boley, Inc. de Greensboro, N.C., EUA.

[0042] Copolímeros híbridos de acrílico e uretano disponíveis comercialmente incluem a família Hybridur de produtos como Hybridur 870 e 878, da Air Products, Inc.; APU 10140, APU 10600, e APU 10620 da Alberdingk Boley, Inc.; e NeoPac R-9036 e E-129, da DSM NeoResins, Inc. de Wilmington, MA, EUA.

[0043] Polímeros de uretano disponíveis comercialmente incluem a série U de dispersões de poliuretano sem solvente como U 6150 e U 9380 da Alberdingk Boley, Inc.; Bayhydrol UH 2558 e UH 2606 da Bayer Materials Science; NeoRez R-2180, NeoRez R-2005, NeoRez R-9029 e NeoRez R-2190 da DSM NeoResins, Inc.; e as dispersões de poliuretano Sancure e Turboset disponíveis junto à Lubrizol Corporation de Cleveland, OH, EUA.

[0044] Em uma modalidade, a composição de polímeros formadora de filme incorpora componentes com química de base acrílica com poliuretanos (híbridos de poli(uretano-acrilato)). Poliuretanos e poliacrilatos podem ser usados juntos para obter revestimentos que sejam duros e resistentes. Em uma outra modalidade, a matriz polimérica formadora de filme inclui um copolímero híbrido que consiste em cadeias poliméricas de uretano e acrílico. Em uma modalidade o polímero híbrido de uretano e acrílico pode ser adicionado a composições de revestimento de superfícies de base acrílica comercialmente disponíveis.

[0045] Em várias modalidades, os epóxidos podem também ser usados como parte da composição de polímeros. Em várias modalidades, podem ser usados poliacrilatos-epóxidos.

[0046] A composição de polímeros (como um componente da composição de revestimento aquosa total) pode incluir ao menos cerca de 10%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 15%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 20%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 25%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 30%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 35%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 40%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 45%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 50%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 55%, em peso, do polímero; em algumas modalidades ao menos cerca de 60%, em peso, do polímero.

[0047] A composição de revestimento aquosa total pode conter entre cerca de 5 e 50% em peso de sólidos poliméricos em algumas modalidades e em outras modalidades, entre cerca de 10 e 35% em peso de sólidos poliméricos. A razão, em peso, entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas modificadas pode ficar na faixa de 1:5 a 20:1; em algumas modalidades, entre 0,7:1 e 8:1; e em algumas modalidades, entre 0,7:1 e 4:1. Em algumas modalidades, a quantidade de sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada excede a razão, em peso, de 4:1 entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada. Em algumas modalidades, a quantidade de sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada excede a razão, em peso, de 2:1 entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada. Em algumas modalidades, a quantidade de sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada excede a razão, em peso, de 3:2 entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada. Em algumas modalidades, a quantidade de sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada excede a razão, em peso, de 4:3 entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada. Em algumas modalidades, a quantidade de sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada excede a razão, em peso, de 10:9 entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada. Em algumas modalidades, a quantidade de sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada excede a razão, em peso, de 1:1 entre os sólidos da composição de polímeros e os sólidos do material de partículas inorgânicas de superfície modificada.

[0048] Em algumas modalidades, a composição de revestimento aquosa pode incluir de 3 a 50% em peso de um agente de reticulação externo. Os agentes externos de reticulação estão disponíveis comercialmente e incluem, mas não se limitam a, isocianatos e carbodi-imidas dispersíveis em água. Tipicamente, esses agentes são misturados ao revestimento aquoso antes da aplicação. Depois de misturado, o agente de reticulação é bem disperso na formulação aquosa e pode reagir quimicamente com um ou mais componentes da formulação. Tipicamente, o isocianato reage com um ou mais polímeros da composição após o revestimento ter secado. Exemplos comerciais desses isocianatos incluem Bayhydur 304 e 305, disponíveis junto à Bayer Material Science. O uso desses isocianatos em um revestimento pode melhorar várias propriedades de revestimento, que incluem resistência a estragos, resistência a detergentes, resistência à água quente e resistência a solventes. Além disso, esses compostos podem melhorar de modo geral a durabilidade e/ou a resistência ao desgaste de um revestimento.

[0049] As composições de revestimento de superfície podem também conter outros componentes como compostos de metais polivalentes, resinas solúveis em álcali, ceras, plastificantes permanentes e fugitivos, eliminador de espuma, agentes molhantes e biocidas. O composto de metal polivalente fornece a reticulação dos polímeros no filme, e aumenta a resistência do revestimento a detergentes. Os plastificantes ou agentes de coalescência podem ser adicionados para abaixar a temperatura da formação de filme. As resinas solúveis em álcali melhoram a capacidade do substrato para ser removido, antes da reaplicação de um novo revestimento. As ceras podem melhorar o brilho do revestimento, permitindo que o mesmo seja polido. Os biocidas ajudam a minimizar a formação de bolor ou mofo no revestimento. Os anti-espumantes e os eliminadores de espuma minimizam a formação de bolhas no revestimento.

[0050] Os metais polivalentes adequados incluem berilo, cádmio, cobre, cálcio, magnésio, zinco, zircônio, bário, estrôncio, alumínio, bismuto, antimônio, chumbo, cobalto, ferro, níquel e similares. Embora o composto de metal polivalente possa ser adicionado à composição de revestimento em forma de um pó seco, ele também pode ser adicionado como uma solução. O composto de metal polivalente pode ser um metal complexo, um sal de metal de um ácido orgânico ou um quelato de metal. Os complexos de amônia e amina desses metais são úteis por sua elevada solubilidade. As aminas capazes de formar complexos com muitos metais incluem, por exemplo, a monoetanolamina, o dietilaminoetanol e a etilenodiamina. Os complexos de metal polivalentes e os sais de ácidos orgânicos podem ser solúveis em uma faixa de pH alcalino. Os ânions de ácidos orgânicos incluem acetato, formiato, carbonato, glicolato, octanoato, benzoato, gliconato, oxalato, lactato e similares. Os quelatos de metal polivalentes em que o ligante é um aminoácido bidentado, como a glicina ou a alanina, podem também ser usados.

[0051] O zinco e o cádmio são íons de metal polivalentes exemplificadores. Os compostos de metal polivalentes exemplificadores incluem acetato de zinco, acetato de cádmio, glicinato de zinco, glicinato de cádmio, carbonato de zinco, carbonato de cádmio, benzoato de zinco, salicilato de zinco, glicolato de zinco e glicolato de cádmio. Em algumas aplicações, pode ser usado um ligante fugitivo, como a amônia. Um ligante é considerado fugitivo se ao menos uma porção do mesmo tende a se volatilizar quando o revestimento seca para formar um filme sobre o substrato.

[0052] As resinas solúveis em álcali podem incluir copolímeros de estireno ou vinil tolueno com ao menos um ácido ou anidrido α-β- monoetilenicamente insaturado, como resinas de anidrido estireno-maleico, adutos de anidrido maleico/rosina que são condensados com polióis, e similares. As resinas solúveis em álcali podem ter um peso molecular ponderal médio de cerca de 500 a 10.000 e, em algumas modalidades, de cerca de 1.000 a 5.000. As resinas são frequentemente usadas como um corte de resina convencional, que é uma solução aquosa da resina com uma substância alcalina contendo um cátion fugitivo, como hidróxido de amônio. A resina solúvel em álcali pode ser incluída em quantidades de 0 a cerca de 20%, em peso, e, em algumas modalidades, em quantidades de 0 a cerca de 15%, em peso, com base no peso da composição de revestimento.

[0053] As ceras ou misturas de ceras que podem ser usadas incluem ceras de origem vegetal, animal, sintética e/ou mineral. As ceras representativas incluem, por exemplo, carnaúba, candelila, lanolina, estearina, cera de abelha, cera de polietileno oxidado, emulsões de polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno e ésteres acrílicos, óleo de coco ou óleo de soja hidrogenados, e as ceras minerais como parafina ou ceresina. As ceras podem ser incluídas em quantidades de 0 a cerca de 15% em peso, e em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 10% em peso, com base no peso da composição de revestimento.

[0054] Em algumas modalidades, a composição de revestimento aquosa pode incluir cerca de 1 a cerca de 10% de plastificante, em peso, com base no peso da composição de revestimento. O plastificante facilita a formação de filme à temperatura ambiente quando o revestimento é aplicado a um substrato. Para muitas aplicações pode ser usado um plastificante fugitivo ou semifugitivo, em vez de um plastificante permanente. Um plastificante fugitivo ou semifugitivo é um plastificante que evapora ao menos parcialmente quando o revestimento seca. Os plastificantes permanentes não evaporam. Podem ser usadas misturas de plastificantes fugitivos ou permanentes. O plastificante e a quantidade específicos usados são escolhidos de acordo com as exigências de compatibilidade com a formulação, de eficiência em baixar a temperatura de formação do filme e de transparência do revestimento.

[0055] Os plastificantes fugitivos ou coalescentes incluem, por exemplo, os éteres monobutílico, monoetílico, monometílico ou outros éteres monoalquílicos de dietilenoglicol ou dipropilenoglicol, a isoforona, o álcool benzílico, o butil cellosolve e o 3-metoxibutanol-1. Os plastificantes permanentes incluem, por exemplo, ftalato de benzilbutila, ftalato de dibutila, ftalato de dimetila, fosfato de trifenila, 2-etil-hexilbenzilftalato, ésteres de ácidos graxos de caprolactama, acetiltributilcitrato, toluenoetilsulfonamida, tributoxietilfosfato, e tributilfosfato.

[0056] As composições de revestimento aquosas da presente invenção podem ter um teor total de sólidos de cerca de 5 a cerca de 50%, em peso. Em algumas modalidades, as composições de revestimento aquosas da presente invenção podem ter um teor total de sólidos de cerca de 10 a cerca de 50%, em peso. As composições de revestimento aquosas da presente invenção podem ter um teor total de sólidos de cerca de 5 a cerca de 15%, em peso. Em uma modalidade, o total de sólidos pode situar-se na faixa de cerca de 10 a cerca de 30%, em peso, e em algumas modalidades de cerca de 15 a cerca de 25% em peso, com base no peso da composição de revestimento. Em uma outra modalidade, é fornecida uma composição de revestimento aquosa concentrada que contém de até cerca de 35 a cerca de 50% de sólidos, em peso, com base no peso da composição de revestimento. Essas composições concentradas podem ser diluídas antes do uso, misturando-se o concentrado com água ou aplicando-se a composição de revestimento com um pano molhado ou um aplicador.

[0057] O pH da composição de revestimento pode se situar na faixa de cerca de 6 até cerca de 10,5 em algumas modalidades. Em outras modalidades, o pH situa-se entre cerca de 7,5 e cerca de 9,9. O pH pode ser ajustado usando-se várias bases ou agentes tampão. Bases ou agentes tampão adequados incluem, por exemplo, bórax, hidróxido de sódio, fosfatos de álcali, silicatos de álcali, carbonatos de álcali, amônia, e aminas como dietanolamina ou trietanolamina.

[0058] Um outro aspecto inclui um método para aplicação da composição de revestimento aqui descrita. O revestimento pode ser aplicado a uma variedade de substratos, inclusive pisos, paredes, móveis, janelas, bancadas e superfícies de banheiro. Os substratos podem ser fibras, metal, plástico, madeira, pedra, tijolo, vidro, cimento, concreto, masonita, parede de gesso, gesso, plástico e similares. As superfícies de banheiro podem ser bancadas, boxes, vasos sanitários e mictórios. Em algumas modalidades, o substrato é uma superfície de piso. A superfície de piso pode ser madeira, placas de compósito de vinila, linóleo, asfalto, amianto, concreto, cerâmica e similares.

[0059] Em algumas modalidades, a composição de revestimento pode ser aplicada por meio da aplicação de uma camada única. Em outras modalidades, a composição de revestimento pode ser aplicada por meio da aplicação de camadas múltiplas. A título de exemplo, em algumas modalidades, a composição de revestimento pode ser aplicada por meio da aplicação de 1 a 10 camadas sobre um substrato. Em algumas modalidades, o revestimento pode ser aplicado por meio da aplicação de 2 a 8 camadas sobre o substrato. A espessura do revestimento resultante pode depender de vários aspectos, incluindo, mas não se limitando a, o número de camadas aplicadas. Em algumas modalidades, a espessura do revestimento pode ser de cerca de 1 mícron a cerca de 50 mícrons. Em algumas modalidades, a espessura do revestimento pode ser de cerca de 5 mícrons a cerca de 40 mícrons. Em algumas modalidades, a espessura do revestimento pode ser de cerca de 2 mícrons a cerca de 8 mícrons.

[0060] Os agentes densificantes podem fornecer a um material de substrato várias propriedades desejáveis, incluindo uma ou mais dentre: maior durabilidade, menor permeabilidade a líquido, maior resistência a manchas, etc. Em algumas modalidades, as composições da presente invenção podem ser composições densificantes. Em algumas modalidades, pode ser incluído um método para densificar um substrato. O método pode incluir a aplicação de uma composição de revestimento aquosa a uma superfície de substrato, sendo que a composição de revestimento aquosa compreende partículas. As partículas podem incluir um núcleo inorgânico, uma superfície no exterior do núcleo e um agente que compreende uma porção hidrofóbica aderida à superfície, e um agente que compreende uma porção hidrofílica aderida à superfície, e uma composição de polímeros formadora de filme que compreende um polímero e água. O método pode incluir adicionalmente a secagem da composição de revestimento aquosa.

[0061] As modalidades da presente invenção podem ser melhor compreendidas com referência aos desenhos a seguir. Entretanto, esses exemplos não se destinam a limitar o escopo da presente invenção.

EXEMPLOS MATERIAIS

[0062] Substratos: ladrilho de vinil VCT sólido preto disponível junto à Armstrong; Partículas de sílica: dispersão coloidal aquosa a 40% de sílica esférica (estabilizada com íon amônio, diâmetro médio de partícula = 20 nm), disponível como NALCO 2327 da NALCO Chemical Company; Protetor para pisos Scotch Guard Resilient Floor Protector: disponível junto à 3M, St Paul, MN, EUA; Disco de polimento 5300, disponível junto à 3M, St Paul, MN, EUA; Agentes de modificação: anidrido 3-(trietoxissilil)propilsuccínico eiso-octiltrimetoxissilano, ambos disponíveis junto à Gelest; Espuma de vinil conformável resistente à água com parte posterior adesiva (11,4 cm (3/8’) de espessura): usada como coletor de amostra líquida quando aderida ao ladrilho para o teste de sensibilidade à água, disponível junto à McMASTER-CARR, Elmhurst, IL, EUA.

PROCESSO DE REVESTIMENTO DO LADRILHO

[0063] O processo de revestimento a seguir (que corresponde à norma ASTM D1436) foi usado para o exemplo na presente invenção. Um pedaço de esponja de gaze (5 cm x 5 cm (2"x2")) foi colocado no centro de um ladrilho de vinil VCT preto e novo, que foi previamente submetido a stripping com o produto 3M Speed Stripper. 3,8 ml da composição de revestimento de pisos (em uma quantidade de revestimento de 49 m2/l (2000 pé quadrado/gal)) foram colocados no centro do ladrilho. A esponja foi usada para espalhar uniformemente o revestimento sobre o painel inteiro. Deixou-se o painel secar durante 30 minutos. O processo de revestimento foi repetido até que o número desejado de camadas havia sido aplicado a cada painel. Após o revestimento final, os painéis foram deixados secar completamente por 7 dias, antes da realização dos testes.

MÉTODOS DE TESTE TESTE DO COEFICIENTE DE ATRITO (COF)

[0064] Foi usada uma máquina James para testar o coeficiente de atrito. Para o teste (que corresponde à norma ASTM D2047), o sensor de couro foi removido do ambiente de controle. O condicionamento foi feito com uma passada suave de leve pressão sobre uma lixa d’água de 400 grit. O ladrilho de teste foi colocado na máquina e fixado sobre o sensor. O aparelho foi ligado para começar a medição. Quando a medição foi completada, o COF foi registrado. A seguir, o ladrilho foi girado em 90 graus, a máquina foi zerada e o COF novamente medido. Ao término das medições, a temperatura e a umidade da sala foram anotadas e o sensor foi colocado de volta no ambiente de controle.

[0065]O coeficiente de atrito estático foi testado 4 vezes em cada painel em quatro direções perpendiculares às quatro bordas do ladrilho. A média das quatro leituras foi relatada como o valor medido.

TESTE DE RESISTÊNCIA À ÁGUA

[0066] Um orifício de 2,5 centímetros (uma polegada) foi aberto por puncionamento de um pedaço de espuma de vinil conformável, a qual foi então colada firmemente sobre o ladrilho revestido. Água desionizada (DI) foi colocada no orifício e deixada em descanso durante 1 h e 24 h, respectivamente. Após o período de tempo determinado, a água DI foi removida e a resistência do revestimento foi avaliada visualmente por meio da seguinte escala de referência: (5 - Sem danos, sem marcas; 4 - Sem danos, com marcas; 3 - Leves danos, levemente brilhante; 2 - Leves danos, sem brilho; 1 - Danos extensos).

EXEMPLO 1: PARTÍCULAS DE SÍLICA MODIFICADAS COM SUPERFÍCIE HIDROFÍLICA (20% DE COBERTURA COM ANIDRIDO SILANO) ("S1O2-OI")

[0067] 1000 gramas de sílica Nalco 2327 (41%, em peso) de 20 nm foram adicionados em um frasco de vidro equipado com um agitador magnético. A seguir, 15 gramas de anidrido (3-trietoxissilil)propilsuccínico foram adicionados lentamente no frasco contendo Nalco 2327, durante 10 minutos, sob agitação constante e à temperatura ambiente, usando um gotejador. Após a completa adição, o misturador foi girado por mais 30 minutos e o frasco foi vedado e colocado em um forno (mantido sem agitação) a 90°C durante 20 horas. Após esfriar até a temperatura ambiente, foram obtidas partículas de sílica de 20 nm modificadas que tinham 20% de cobertura de superfície (por cálculo) e 41,5% de sólidos.

EXEMPLO 2: PARTÍCULAS MODIFICADAS COM SUPERFÍCIE HIDROFÍLICA/HIDROFÓBICA (COBERTURA DE 20% DE ANIDRIDO SILANO / 1% ISO-OCTILSILANO) ("SlO2-02")

[0068] Um banho de óleo foi ligado e regulado a 95°C para deixar o óleo aquecer enquanto a reação era preparada. 150 g do Nalco 2327 hidrofilicamente modificado preparado acima foram medidos e colocados em um balão de fundo redondo de 3 bocas (Ace Glass, Vineland, Nova Jersey, EUA). Um bastão de agitação de vidro com uma pá de Teflon foi anexado à boca central do balão de fundo redondo. O frasco foi colocado no banho de óleo, um condensador foi anexado e o conteúdo foi deixado sob agitação a uma velocidade média-alta. Em um béquer de vidro de 250 ml foram adicionados 150,05 g de metoxipropanol (Alfa Aesar, Ward Hill, Massachusetts, EUA) e, em seguida, 0,09 g de iso-octiltrimetoxissilano (Gelest Inc., Morrisville, Pennsylvania, EUA). A solução foi misturada completamente e adicionada ao balão de fundo redondo de 3 bocas. A reação foi deixada sob agitação durante 16 horas, programadas com um temporizador, em um banho de óleo a 95°C. A solução de nanopartículas modificadas resultante foi deixada esfriar e em seguida filtrada em um filtro de fibra de vidro Acrodisk de 37 mm e 1 mícron (Pall Life Sciences, Ann Arbor, Michigan, EUA). Os sólidos de nanopartículas modificadas resultantes na solução foram de 21,05%, em peso.

EXEMPLO 3: PARTÍCULAS MODIFICADAS COM SUPERFÍCIE HIDROFÍLICA/HIDROFÓBICA(COBERTURA DE 20% DE ANIDRIDO SILANO/5% ISO-OCTILSILANO) ("SlO2-03")

[0069] As nanopartículas foram preparadas usando os mesmos processos descritos acima para o Exemplo 2. Entretanto, para este exemplo, a quantidade de iso-octiltrimetoxissilano foi multiplicada por um fator de 5.

EXEMPLO 4: PARTÍCULAS MODIFICADAS COM SUPERFÍCIE HIDROFÍLICA/HIDROFÓBICA (COBERTURA DE 20% DE ANIDRIDO SILANO/0,5% ISO-OCTILSILANO) ("SlO2-04")

[0070] Um banho de óleo foi ligado e regulado a 95°C para deixar o óleo aquecer enquanto a reação era preparada. 150 g do Nalco 2327 hidrofilicamente modificado (Nalco Company, Naperville, Illinois, EUA) com 20% de cobertura de superfície e 41,5% de sólidos foram medidos e colocados em um balão de fundo redondo de 3 bocas (Ace Glass, Vineland, Nova Jersey, EUA). Um bastão de agitação de vidro com uma pá de Teflon foi anexado à boca central do balão de fundo redondo. O frasco foi colocado no banho de óleo, um condensador foi anexado e o conteúdo foi deixado sob agitação a uma velocidade média-alta. Em um béquer de vidro de 250 ml foram adicionados 100,61 g de metoxipropanol (Alfa Aesar, Ward Hill, Massachusetts, EUA) e, em seguida, 0,05 g de iso-octiltrimetoxissilano (Gelest Inc., Morrisville, Pennsylvania, EUA). A solução foi misturada completamente e adicionada ao balão de fundo redondo de 3 bocas. A reação foi deixada sob agitação durante 16 horas, programadas com um temporizador, em um banho de óleo a 95°C. A solução de nanopartículas modificadas resultante foi deixada esfriar e em seguida adicionalmente processada para remover o metoxipropanol via troca de solvente, da forma a seguir.

[0071] 249,17 g de partículas híbridas de superfície modificada foram pesados e colocados em um balão de fundo redondo de 500 ml. Um azeótropo de metoxipropanol:água, 122,55 g, foi removido via um rotavapor (Buchi Corporation, New Castle, Delaware, EUA). Água desionizada, 127,55 g, foi adicionada ao balão contendo as partículas modificadas e em seguida o solvente foi removido novamente da solução de partículas modificadas. A operação foi repetida até não haver mais evidência de metoxipropanol. A solução final foi filtrada em um filtro de fibra de vidro de 37 mm Acrodisc de 1 mícron (Pall Life Sciences, Ann Arbor, Michigan, EUA) com um teor de sólidos de 43,29%, em peso.

EXEMPLO 6: AVALIAÇÃO DO ATRITO E DA RESISTÊNCIA À ÁGUA

[0072] As composições de teste foram preparadas pela mistura de uma quantidade calculada de partículas de sílica (nenhuma partícula, SiO2-1, SiO2-2, SiO2-3, ou SiO2-4) com 100 g de protetor resiliente (disponível junto à 3M) com diferentes níveis de carga (25, 50, 75 ou 90%, em peso - detalhes mostrados na Tabela 1 abaixo). Os líquidos misturados foram bem agitados usando bastões de agitação magnética, e depois usados para revestir ladrilhos de VCT preto recentemente submetidos a stripping, de acordo com o processo descrito acima. As amostras foram deixadas para secar em condições ambientes durante 7 dias antes da realização dos testes. Testes de atrito e de resistência à água foram então realizados, de acordo com os processos descritos acima. Os resultados são mostrados na Tabela 1, abaixo.TABELA 1

[0073] Como pode ser visto na Tabela 1, a adição de partículas de superfície modificada aumentou significativamente o coeficiente de atrito, que é um fator crítico de desempenho para revestimentos de pisos, já que um alto COF é benéfico na redução da probabilidade de acidentes com escorregões e quedas. Entretanto, pode-se ver também que embora tenha havido melhora no atrito com o aumento do nível de carga de partículas, houve reduções na resistência à água. Essas reduções não são desejáveis, pois a manutenção do piso depende significativamente de água.

[0074] Entretanto, quando a superfície das partículas foi modificada com um agente que inclui uma porção hidrofóbica (iso-octilsilano) associado a um agente que inclui uma porção hidrofílica (anidrido silano) e essas partículas foram incorporadas no revestimento do piso, as partículas ainda apresentaram excelentes capacidade de dispensação e estabilidade em um revestimento aquoso e, significativamente, o revestimento seco apresentou excelente resistência à água sem perder o COF elevado. A Tabela 1 acima mostra os resultados dos revestimentos de pisos que contêm essas partículas híbridas com superfície modificada tendo 0,5%, 1% e 5% de cobertura superficial do agente contendo uma porção hidrofóbica. Os resultados mostraram que todos esses revestimentos apresentaram excelente resistência à água ainda mantendo o COF mais alto.

[0075] A comparação visual entre SiO2-1 e SiO2-3 (ambos com 90% de carga de partículas) depois do teste de resistência à água mostrou uma drástica melhora da resistência à água do revestimento com a adição do agente tendo uma porção hidrofóbica.

EXEMPLO 7: REVESTIMENTO COM PARTÍCULAS DE SUPERFÍCIE MODIFICADA HIDROFÍLICAS/HIDROFÓBICAS DEPOSITADO NA PEDRA NATURAL

[0076] Uma composição de teste que inclui partículas de superfície modificada foi preparada misturando-se polímero acrílico:polímero uretano:partículas modificadas (em uma razão de sólidos de 3:14:10) para formar uma mistura com 11% de sólidos. Uma composição de teste foi aplicada a um ladrilho de mármore e também a um piso cimentício de terraço, usando um esfregão de microfibra. Antes do revestimento, as superfícies foram preparadas da seguinte forma: 1. polimento a úmido com o disco diamantado TRIZACT® Diamond Disc HX Gold usando uma polidora de piso de 175 rpm; 2. polimento a úmido com TRIZACT® Diamond Disc HX Red usando uma polidora de piso de 175 rpm; 3. polimento a úmido com TRIZACT® Diamond Disc HX Blue usando uma polidora de piso de 175 rpm, e 4. polimento a seco com SCOTCH-BRITE® Purple Diamond Floor Pad Plus usando uma polidora elétrica de 2000 rpm. Duas camadas foram aplicadas. Cada camada tinha um peso de revestimento de aproximadamente 74 m2/l (3000 pé2/gal).

[0077] Para comparação, duas camadas do protetor de piso disponível comercialmente SCOTCHGARD® Stone Floor Protector foram aplicadas sobre uma área diferente do mesmo piso de mármore e do mesmo piso cimentício de terraço.

[0078] Após a secagem do revestimento, foram feitas medições de brilho e de distinção de imagem (DOI) nos dois revestimentos sobre as diferentes superfícies. O teste de brilho foi realizado segundo a norma ASTM D523. A medição da distinção de imagem (DOI) foi realizada segundo a norma ASTM D5767. As medições foram feitas em cinco áreas diferentes. Os resultados abaixo são os valores médios dos cinco locais diferentes.

[0079] Esse exemplo mostra que a composição de teste com partículas modificadas forneceu em pisos de pedra um revestimento com muito mais brilho e DOI do que o fornecido pelo produto SCOTCHGARD™ Stone Floor Protector, disponível comercialmente.

Claims

1. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO AQUOSA, caracterizada por compreender: - partículas que compreendem um núcleo inorgânico que contém uma partícula de óxido de metal, uma superfície exterior ao núcleo, um agente de acoplamento silano que compreende uma cauda hidrofóbica aderida à superfície, e um agente de acoplamento silano que compreende uma cauda hidrofílica aderida à superfície, e em que a partícula tem um diâmetro entre 5 nm e 200 nm, em que pelo menos 20% da superfície da partícula é coberta pelo agente de acoplamento silano com cauda hidrofílica e o agente de acoplamento com cauda hidrofóbica; e em que a razão de agente de acoplamento silano com cauda hidrofílica para agente de acoplamento silano com cauda hidrofóbica é de 80:1 a 2:1 (mol:mol), e - uma composição de polímeros formadora de filme que compreende um polímero e água; em que o polímero é selecionado do grupo que consiste em poliuretano, poliacrilato, poliuretano-poliacrilato, epóxido, poliacrilato-epóxido e combinações dos mesmos; e sendo que as partículas estão misturadas com a composição de polímeros.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo agente compreender uma porção hidrofóbica que compreende um composto silano trialcoxissilano.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo agente que compreende uma porção hidrofóbica, compreender um composto de fórmula X1-L1-R1, em que X1 é um grupo alcoxissilano ou clorossilano, L1 é um grupo de ligação e R1 é uma porção hidrofóbica.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pela porção hidrofóbica compreender um comprimento de cadeia de C2 a C40.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo agente compreender uma porção hidrofílica que compreende um composto silano trialcoxissilano.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo agente compreender uma porção hidrofílica que compreende um composto de fórmula X2-L2-R2, em que X2 é um grupo alcoxissilano ou clorossilano, L2 é um grupo de ligação e R2 é uma porção hidrofílica.

7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela porção hidrofílica ser selecionada do grupo que consiste em porções hidrofílicas não iônicas e iônicas.

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada por exibir uma resistência à água, quando seca, que é maior que uma composição que seria idêntica, mas que inclui apenas partículas com um agente que compreende uma porção hidrofílica aderida à superfície e falta um agente que compreende uma porção hidrofóbica aderida à superfície.