BR112016021264B1

BR112016021264B1 - Composição aquosa, e, método para revestir um substrato

Info

Publication number: BR112016021264B1
Application number: BR112016021264-9A
Authority: BR
Inventors: Afua Sarpong Karikari; Paul Mercando; Theodore Tysak; Caroline Woelfle-Gupta
Original assignee: Dow Global Technologies Llc; Rohm And Haas Company
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2022-02-01
Also published as: EP3122830B1; JP6644697B2; CN106103616A; CN106103616B; BR112016021264A2; JP2017516872A; US20170015869A1; EP3122830A1; WO2015148163A1; US9969904B2

Abstract

encerradores de piso fortificados com epóxi uma composição aquosa compreendendo: (a) um polímero acrílico aromático compreendendo de 3 a 11% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de ácido carboxílico c3-c6 e de 0,2 a 3% em peso de unidades polimerizadas de monômeros antiaglomeração; (b) uma resina termoendurecível polifuncional reativa; (c) um íon de metal polivalente; e (d) um agente de cura polifuncional, em que o agente de cura é armazenado separadamente a partir da resina termoendurecível.

Description

[1] Esta invenção se refere a uma composição aquosa de revestimento particularmente útil como um acabamento de piso.

[2] As composições de revestimento aquosas à base de polímeros acrílicos e utilizadas em pisos e outras superfícies tradicionalmente utilizam íons de metais de transição, por exemplo, zinco, para adicionar na reticulação. A utilização de uma resina de epóxi como um componente adicional é divulgada em JP2000086977, que conta com a funcionalidade de ácido no polímero acrílico para curar a resina epóxi. No entanto, a técnica anterior não aborda o problema da obtenção de enceradores de piso com durabilidade melhorada.

[3] O problema abordado pela presente invenção é o de proporcionar uma composição de revestimento aquosa melhorada capaz de produzir um acabamento de piso com durabilidade melhorada.

DECLARAÇÃO DA INVENÇÃO

[4] A presente invenção fornece uma composição aquosa compreendendo: (a) um polímero acrílico aromático compreendendo de 3 a 11% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de ácido carboxílico C3-C6 e de 0,2 a 3% em peso de unidades polimerizadas de monômeros antiaglomeração; (b) uma resina termoendurecível polifuncional reativa; (c) um íon de metal polivalente; e (d) um agente de cura polifuncional, em que o agente de cura é armazenado separadamente a partir da resina termoendurecível. A presente invenção é ainda direcionada a um método para revestir um substrato. O método compreende aplicar uma composição aquosa formada pela combinação de ingredientes compreendendo: (a) um polímero acrílico aromático compreendendo de 3 a 11% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de ácido carboxílico C3-C6 e de 0,2 a 3% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de 3 a 11% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de ácido carboxílico C3-C6 e de 0,2 a 3% em peso de unidades polimerizadas de monômeros antiaglomeração; (b) uma resina termoendurecível polifuncional reativa; (c) um íon de metal polivalente; e (d) um agente de cura polifuncional.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[6] As percentagens são porcentagens em peso (% em peso), as temperaturas são em °C e os resultados foram obtidos em temperatura ambiente (20-25°C), salvo se indicado o contrário. As porcentagens em peso de monômeros se baseiam no peso total de monômeros na mistura de polimerização. As porcentagens listadas com certos ingredientes de formulação são os sólidos percentuais da emulsão ou dispersão aquosa como obtida comercialmente.

[7] Como usado aqui, o termo “(met)acrílico” se refere ao acrílico ou metacrílico, e “(met)acrilato” se refere ao acrilato e/ou metacrilato. O termo “(met)acrilamida,” se refere à acrilamida (AM) e/ou metacrilamida (MAM). “Monômeros acrílicos” incluem ácido acrílico (AA), ácido metacrílico (MAA), ésteres de AA e MAA, ácido itacônico (IA), ácido crotônico (CA), acrilamida (AM), metacrilamida (MAM), e derivados de AM e MAM, por exemplo, alquil (met)acrilamidas. Ésteres de AA e MAA incluem, entre outros, ésteres de alquil, hidroxialquil, fosfoalquil e sulfoalquil, por exemplo, metacrilato de metil (MMA), metacrilato de etil (EMA), metacrilato de butil (BMA), metacrilato de isobutil (iBMA), metacrilato de hidroxietil (HEMA), acrilato de hidroxietil (HEA), acrilato de metil (MA), acrilato de etil (EA), acrilato de butil (BA), acrilato de etil- hexil (EHA) e metacrilato de fosfoalquil (PEM). O termo “monômeros de vinil” se refere a monômeros que contêm uma ligação dupla de carbono-carbono que está ligada a um heteroátomo como nitrogênio ou oxigênio. Exemplos de monômeros de vinil incluem, entre outros, acetato de vinil, vinil formamida, vinil acetamida, vinil pirrolidona, vinil caprolactama e alcanoatos de vinil de cadeia longa como neodecanoato de vinil, e estearato de vinil. O termo “polímeros acrílicos aromáticos” se refere a polímeros que têm pelo menos 50% de monômeros acrílicos e monômeros aromáticos de vinil ou monômeros de ciclo-hexil vinil, preferencialmente pelo menos 75%, preferencialmente pelo menos 85%, preferencialmente pelo menos 95%. Monômeros aromáticos de vinil têm um grupo etilenicamente insaturado por molécula. Exemplos de monômeros aromáticos de vinil incluem, 4-metilestireno, 2-metilestireno, 3-metilestireno, 4-metoxiestireno, 2-hidroximetilestireno, 4- etilestireno, 4-etoxiestireno, 3,4-dimetilestireno, 2- cloroestireno, 3-cloroestireno, 4-cloro-3-metilestireno, 4-t- butilestireno, 2,4-dicloroestireno, 2,6-dicloroestireno, 1- vinilnaftaleno, metacrilato de ciclo-hexil, metacrilato de benzil e acrilato de benzil. Monômeros aromáticos de vinil preferenciais incluem vinilpiridinas, estireno (Sty) e 4- metilestireno (viniltolueno). O termo “polímeros acrílicos de estireno” se refere a polímeros e copolímeros de monômeros acrílicos compreendendo pelo menos 50% de monômeros acrílicos, estireno e viniltolueno. Preferencialmente, os polímeros acrílicos de estireno têm pelo menos 75% dos resíduos de monômero derivados de ácidos (met)acrílicos, (met)acrilatos ou estireno, mais preferencialmente pelo menos 85%, e mais preferencialmente pelo menos 95%. Preferencialmente, as unidades monoméricas restantes são derivadas de monômeros de vinil.

[8] Para os fins desta invenção, os compostos alifáticos são compostos que não contêm anéis aromáticos, ou seja, podem incluir as cadeias lineares ou ramificadas e anéis não aromáticos. Os grupos alquil são grupos de hidrocarbonetos de cadeia linear ou ramificada.

[9] Uma “resina termoendurecível polifuncional” é um material que cura por formação de ligações covalentes a um polímero termoendurecido. Resinas termoendurecíveis polifuncionais preferenciais são resinas epóxi. Preferencialmente, a resina epóxi é um condensado de epicloro- hidrina e um diol. Preferencialmente, a resina epóxi é uma resina epóxi aromática, preferencialmente uma resina de bisfenol A ou uma resina de epóxi novolac, preferencialmente uma resina de bisfenol A. Preferencialmente, a resina epóxi é um condensado de diol aromático (por exemplo, bisfenol A) e epicloro-hidrina. Preferencialmente, o peso molecular da resina epóxi é não maior que 1000, preferencialmente não maior que 800, preferencialmente não maior que 600, preferencialmente não maior que 400.

[10] Preferencialmente, quando a resina termoendurecível polifuncional é uma resina epóxi, um endurecedor de amina é usado para curar a resina. Aminas alifáticas, cicloalifáticas e aromáticas são empregadas como endurecedores de epóxi. Endurecedores de amina preferenciais incluem, por exemplo, poliaminas alifáticas tendo de quatro a dez átomos de carbono e de dois a cinco grupos amino (como trietileno tetramina, dietileno triamina); aminas cicloalifáticas tendo de seis a quinze átomos de carbono e entre dois a quatro grupos amino, preferencialmente dois grupos amino (como diaminociclo-hexanos, isoforona diamina, diaminodiciclo-hexilmetanos); e poliaminas aromáticas tendo de seis a dez átomos de carbono e de dois a quatro grupos amino, preferencialmente dois grupos amino (como toluenodiaminas, xilenodiaminas). Os endurecedores preferenciais incluem, por exemplo, dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, 2,2,4-trimetil- hexametilenodiamina, 2,4,4-trimetil-hexametilenodiamina, 1,6- hexanodiamina, 1-etil-1,3-propanodiamina, bis(3- aminopropil)piperazina, N-aminoetilpiperazina, N, N-bis(3- aminopropil)etilenodiamina, 2,4-toluenodiamina, 2,6- toluenodiamina, 1,2-diaminociclo-hexano, 1,4-diamino-3,6- dietilciclohexano, 1,2-diamino-4-etilciclo-hexano, 1,4-diamino- 3,6-dietilciclo-hexano, 1-ciclo-hexil-3,4-diaminociclo-hexano, isoforona-diamina, norbornanodiamina, 4,4’-diaminodiciclo- hexilmetano, 4,4’-diaminodiciclo-hexilmetano, 4,4’- diaminodiciclo-hexil-propano, 2,2-bis(4-aminociclo- hexil)propano, 3,3’-dimetil-4,4’-diaminodiciclo-hexilmetano, 3- amino-1-ciclo-hexano-amino-propano, 1,3-e 1,4- bis(aminometil)ciclo-hexano, m-xililenodiamina, p- xililenodiamina, polioxipropilenodiaminas, poliamidoaminas, e resinas aminoplásticas formadas pela reação de ureias e melaminas com aldeídos.

[11] Preferencialmente, a composição aquosa dessa invenção é aplicada a um substrato dentro de 24 horas da mistura de todos os componentes, preferencialmente dentro d 16 horas, preferencialmente dentro de 8 horas. Preferencialmente, a composição é aplicada ao substrato pelo menos 2 horas após a formação, preferencialmente pelo menos 1 hora, preferencialmente pelo menos 0,5 horas.

[12] Reticulantes são monômeros tendo dois ou mais grupos etilenicamente insaturados, e podem incluir, por exemplo, compostos divinilaromáticos, ésteres di, tri e tetra- (met)acrilato, éter di, tri e tetra-alil ou compostos de éster e (met)acrilato de alil. Exemplos preferenciais desses monômeros incluem divinilbenzeno (DVB) trimetilolpropano dialil éter, tetraalil pentaeritritol, trialil pentaeritritol, dialil pentaeritritol, ftalato de dialil, maleato de dialil, cianureto de trialil, éter de dialil Bisfenol A, sacaroses de alil, metileno bisacrilamida, triacrilato de trimetilolpropano, metacrilato de alil (ALMA), dimetacrilato de etileno glicol (EGDMA), hexano-1,6-diol diacrilato (HDDA) e dimetacrilato de butileno glicol (BGDMA). Reticulantes especialmente preferenciais incluem DVB, ALMA, EGDMA, HDDA e BGDMA; preferencialmente ALMA. Em uma modalidade preferencial, a quantidade de unidades reticulantes polimerizadas no polímero acrílico aromático é pelo menos 0,05%, preferencialmente pelo menos 0,07%, preferencialmente pelo menos 0,09%, preferencialmente pelo menos 0,11%, preferencialmente pelo menos 0,13%. Preferencialmente, a quantidade de resíduo reticulante no polímero é não mais que 2%, preferencialmente não mais que 1,5%, preferencialmente não mais que 1,2%, preferencialmente não mais que 1%, preferencialmente não mais que 0,8%, preferencialmente não mais que 0,6 %, preferencialmente não mais que 0,5%. Se um reticulante está presente, preferencialmente, o peso molecular do reticulante é de 180 a 330, alternativamente de 200 a 300. Preferencialmente, o reticulante é dietilenicamente insaturado, por exemplo, DVB, ALMA ou ésteres de di(met)acrilato de dióis. Preferencialmente, o reticulante é um reticulante dietilenicamente insaturado com um peso molecular 100 a 250, alternativamente de 110 a 230, alternativamente de 110 a 200, alternativamente de 115 a 160.

[13] Preferencialmente, o polímero não é um polímero multiestágios. Em uma modalidade preferencial, o polímero compreende de 25 a 50% em peso de unidades polimerizadas de pelo menos um monômero aromático de vinil. Preferencialmente, o polímero compreende pelo menos 28% de unidades polimerizados de pelo menos um monômero aromático de vinil, preferencialmente pelo menos 30%, preferencialmente pelo menos 32%; preferencialmente, o polímero compreende não mais que 45% de unidades polimerizadas de pelo menos um monômero aromático de vinil, preferencialmente não mais que 42%, alternativamente, não mais que 40%, preferencialmente não mais que 38%. Preferencialmente, o monômero aromático de vinil é estireno. Preferencialmente, o polímero compreende de 48 a 74% em peso de resíduos polimerizados de monômeros acrílicos; preferencialmente pelo menos 54% em peso, preferencialmente pelo menos 56% em peso; preferencialmente não mais que 71% em peso, preferencialmente não mais que 69% em peso. Em uma modalidade preferencialmente, o polímero compreende não mais que 25% de unidades polimerizadas de monômeros aromático de vinil, preferencialmente não mais que 20%, preferencialmente não mais que 15%, preferencialmente não mais que 10%, preferencialmente não mais que 5%.

[14] Preferencialmente, o polímero ainda compreende unidades de monômero polimerizadas de C1-C8 (met)acrilatos de alquil. Preferencialmente, os C1-C8 (met)acrilatos de alquil compreendem um metacrilato de alquil e um acrilato de alquil, preferencialmente um C1-C2 metacrilato de alquil (MMA ou EMA) e um C4-C8 acrilato de alquil (por exemplo, BA ou EHA), preferencialmente MMA e um C4-C8 acrilato de alquil, preferencialmente MMA e BA. Preferencialmente, a quantidade total de unidades de monômero de C1-C8 (met)acrilato de alquil é de 40% a 95%. Preferencialmente, a quantidade total de unidades de monômero de C1-C8 (met)acrilato de alquil é pelo menos 50%, preferencialmente pelo menos 60%, preferencialmente pelo menos 65%, preferencialmente pelo menos 70%, preferencialmente pelo menos 75%, preferencialmente pelo menos 80 %, preferencialmente pelo menos 85%. Preferencialmente, a quantidade total de unidades de monômero de C1-C8 (met)acrilato de alquil não é maior que 94%, preferencialmente não maior que 93%, preferencialmente não maior que 92%. Preferencialmente, o polímero compreende de 40% a 80%de unidades polimerizadas de um metacrilato de alquil, preferencialmente MMA ou EMA, preferencialmente MMA; preferencialmente pelo menos 45%, preferencialmente pelo menos 50%, preferencialmente pelo menos 55%, preferencialmente pelo menos 58%; preferencialmente não mais que 75%, preferencialmente não mais que 72%, preferencialmente não mais que 70%.

[15] Monômeros de C3-C6 ácido carboxílico preferenciais incluem, por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotônico, ácido itacônico, ácido maleico e ácido fumárico. Preferencialmente, os monômeros de C3-C6 ácido carboxílico são ácido acrílico e/ou ácido metacrílico, preferencialmente ácido metacrílico. Preferencialmente, o polímero contém pelo menos 3,5% de unidades polimerizadas de monômeros de C3-C6 ácido carboxílico, preferencialmente pelo menos 4%, preferencialmente pelo menos 4,5%; preferencialmente não mais que 10%, preferencialmente não mais que 9%, preferencialmente não mais que 8%, preferencialmente não mais que 7%, preferencialmente não mais que 6,5%, preferencialmente não mais que 6%. Preferencialmente, o polímero contém pelo menos 4% de unidades polimerizadas de ácido metacrílico, preferencialmente pelo menos 4,3%, preferencialmente pelo menos 4,5%; preferencialmente não mais que 9%, preferencialmente não mais que 8%, preferencialmente não mais que 7%, preferencialmente não mais que 6%, preferencialmente não mais que 5,5%.

[16] Grupos funcionais antiaglomeração podem ser incorporados nas partículas de polímero utilizando monômeros contendo grupos funcionais antiaglomeração (monômeros antiaglomeração), embora também seria possível incorporar esses grupos por enxertia. Acredita-se que os grupos antiaglomeração são eficazes porque são hidrofílicos, bem como não reativos com grupos oxirano sob condições de envelhecimento com calor. A classe geral desses grupos inclui grupos amida, grupos acetoacetoxi, e ácidos próticos fortes, que são o pH ajustado para formar as suas bases conjugadas. Monômeros antiaglomeração preferenciais incluem, por exemplo, acrilamida, metacrilato de fosfoetil, sulfonato de estireno de sódio, metacrilato de acetoacetoxietil, e sulfonato de acrilamido-metil-propano; preferencialmente metacrilato de fosfoetil.

[17] Preferencialmente, o pH da composição aquosa é de 2 a 7, preferencialmente de 4 a 6, preferencialmente cerca de 5.

[18] Preferencialmente, a composição de revestimento aquosa compreende de 5% a 15% do polímero acrílico aromático, preferencialmente pelo menos 6%, preferencialmente pelo menos 7%, preferencialmente pelo menos 7,5%, preferencialmente pelo menos 8%, preferencialmente pelo menos 8,5%; preferencialmente não mais que 13%, preferencialmente não mais que 12%, preferencialmente não mais que 11%, preferencialmente não mais que 10%, preferencialmente não mais que 9,5%. As porcentagens são calculadas com base no peso de sólidos do polímero (ou seja, o próprio polímero) e todo o peso da composição de revestimento, incluindo a água. Mais de um polímero de acordo com essa invenção pode estar presente, com a quantidade total de polímeros sendo dentro das quantidades acima especificadas.

[19] Preferencialmente, a composição de revestimento aquosa compreende de 1% a 7% da resina termoendurecível polifuncional reativa, preferencialmente pelo menos 1,5%, preferencialmente pelo menos 2%, preferencialmente pelo menos 2,5%, preferencialmente pelo menos 3%; preferencialmente não mais que 6%, preferencialmente não mais que 5%, preferencialmente não mais que 4%. As porcentagens são calculadas com base no peso de sólidos da resina e todo o peso da composição de revestimento, incluindo a água. Mais de uma resina termoendurecível polifuncional de acordo com essa invenção pode estar presente, com a quantidade total de resinas sendo dentro das quantidades acima especificadas. Preferencialmente, o íon de metal polivalente é zinco, cálcio, magnésio, zircônio, alumínio, níquel, ferro e cobre, preferencialmente zinco. Preferencialmente, o íon de metal polivalente está presente na composição em uma quantidade de 0,01% a 3,0%; preferencialmente pelo menos 0,05%, preferencialmente pelo menos 0,1%, preferencialmente pelo menos 0,3%, preferencialmente pelo menos 0,5%; preferencialmente não mais que 2,5%, preferencialmente não mais que 2%. O reticulante de metal polivalente pode ser adicionado ao polímero durante a síntese de emulsão. Mais preferencialmente, o metal polivalente é adicionado durante o processo de formulação de acabamento.

[20] Preferencialmente, os polímeros acrílicos aromáticos utilizados na presente invenção são preparados por copolimerização dos monômeros utilizando processos de polimerização em emulsão bem conhecidos, e quaisquer outros processos adequados conhecidos na técnica, utilizando, por exemplo, um iniciador de radicais livres como os compostos de peroxigênio ou compostos diazo e, opcionalmente, agentes de transferência de cadeia. Por exemplo, o processo descrito em US5574090, com adição de agente de transferência de cadeia, é adequado. O comprimento das cadeias de polímero primárias é normalmente de tal modo que, se quaisquer ligações cruzadas forem removidas, o peso molecular (Mw) seria de pelo menos 40.000, preferencialmente pelo menos 60.000, preferencialmente pelo menos 80.000, preferencialmente pelo menos 100.000, preferencialmente pelo menos 200.000, preferencialmente pelo menos 250.000; preferencialmente não mais que um 1.000.000, preferencialmente não mais que 700.000, preferencialmente não mais que 500.000, preferencialmente não mais que 300.000.

[21] Preferencialmente, a composição de revestimento aquosa tem pelo menos 42% de água, alternativamente pelo menos 44%, alternativamente pelo menos 46%, alternativamente pelo menos 48%, alternativamente pelo menos 50%. Preferencialmente, a composição aquosa contém não mais que 10% de solvente orgânico, alternativamente não mais que 8%, alternativamente não mais que 6%. Em algumas modalidades, a composição contém pelo menos 2% de solvente orgânico, alternativamente pelo menos 4%, alternativamente pelo menos, 4,5%. Os solventes orgânicos preferenciais incluem, por exemplo, éteres e ésteres de glicol alifáticos; preferencialmente monoéteres de metil ou etil de dietileno glicol ou dipropileno glicol e 2,2,4-trimetil-1,3- pentanodiol monoisobutirato.

[22] O diâmetro de partícula médio das partículas de polímero de emulsão é tipicamente de 40 nanômetros a 1000 nanômetros, preferencialmente de 40 nanômetros a 300 nanômetros. Tamanhos de partícula aqui foram aqueles medidos por difusão de luz dinâmica em um analisador Brookhaven BI-90. Amostras de látex foram diluídas na concentração apropriada com 1N KCl (aq).

[23] A composição de revestimento de piso da presente invenção pode opcionalmente incluir outros ingredientes, por exemplo, ceras, resinas solúveis em álcali, coalescentes, auxiliares de molhagem, agentes antiespumantes, biocidas solúveis ou dispersos, dispersões de poliuretano, silicatos, etc. As resinas solúveis em álcali da presente invenção estão na faixa de 0% a 10%, mais preferencialmente 2% a 7%, com base em sólidos de polímero. As ceras são usadas em uma faixa de 2% a 10%, mais preferencialmente 2,5% a 6%, com base em sólidos de cera. Preferencialmente, a quantidade total de coalescente, agente de nivelamento e plastificante na composição aquosa é não mais que 20% em peso, preferencialmente não mais que 15% em peso, preferencialmente não mais que 13% em peso; preferencialmente pelo menos 5% em peso, preferencialmente pelo menos 7% em peso. Coalescentes e plastificantes são tipicamente solventes orgânicos.

[24] No método desta invenção, a composição aquosa é aplicada a uma superfície, por exemplo, pisos, paredes, balcões, telhados, etc., preferencialmente a uma temperatura de 15 a 35°C. Os materiais para os quais a composição pode ser aplicada incluem pedra, betão, asfalto, substratos para telhados, linóleo, azulejo, madeira, placa de partículas ou fibra, vidro, couro, papel e cartolina. Preferencialmente, a composição é aplicada para pisos. Preferencialmente, a composição é curada em condições ambiente, sem aquecimento externo, ventilação ou controle de umidade, embora estes possam ser utilizados conforme necessário. EXEMPLOS Tabela 1: Abreviaturas

Exemplo 1: Preparação de Polímero de Emulsão Aquosa Intermediária

[25] As abreviaturas utilizadas nestas amostras estão listadas na Tabela 1 e devem ser entendidas como tendo o significado definido no glossário. Todas as porcentagens são porcentagens em peso, salvo se especificado de outra forma. A Tabela 2 abaixo lista a receita de polimerização.

[26] Em um balão de reação adequado equipado com um termômetro, condensador, e agitador, a carga do reator inicial foi aquecida a 89 °C sob um cobertor de nitrogênio enquanto as Alimentações A, B, C, D, E, F, e G foram preparadas. Em 89 °C, a Alimentação C (Caldeira de Catalisador) e Alimentação D (Caldeira de tampão) foram adicionadas todas de uma só vez ao balão de reação. A Alimentação B (Semente de pré-forma) e líquido de lavagem foram então adicionados ao reator. A Alimentação A, e uma solução de catalisador de coalimentação Alimentação E foram gradualmente adicionadas ao balão de reação em uma meia taxa por 10 minutos. Após 10 minutos, as taxas de alimentação foram aumentadas para taxa total por 80 minutos a 86 °C. Após as Alimentações A e E serem concluídas, a caldeira foi mantida a 86 °C por 15 minutos. A Alimentação F (Caldeira de tampão) foi então alimentada ao reator por 5 minutos, seguido de uma espera de 5 minutos. A aproximadamente 80 °C, a Alimentação G (Promotor de perseguição) e Alimentação H (Catalisador de perseguição) foram adicionadas ao reator. A Alimentação I (ativador) foi então gradualmente adicionada para o conteúdo do reator durante 15 minutos enquanto se resfria a 70 °C. A 65 °C, as Alimentações J e K (perseguição 2) foram adicionadas de uma só vez para o reator, seguido por uma espera de 15 minutos. Depois da espera, o reator foi lentamente resfriado a 40 °C. A 40 °C, a Alimentação L (Biocida) foi adicionada durante 5 minutos e a emulsão de látex resultante foi subsequentemente resfriada para temperatura ambiente.Tabela 2: Materiais para Polímero de Emulsão Aquosa Intermediária

Exemplo 2

[27] A dispersão de epóxi acrílico do Exemplo 2 contém as quantidades carregadas observadas: 70% em peso do látex acrílico no Exemplo 1 e 30% em peso de Bisfenol A diglicidil éter epóxi líquido, DER ™ 331 Resina de Epóxi Líquida. Em um balão de reação adequado equipado com um termômetro, condensador, e agitador, 804 g alíquota de polímero intermediário A foi aquecida a 60 °C sob um cobertor de nitrogênio. Em um recipiente separado, DER ™ 331 Resina de Epóxi Líquida [fornecida por The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, U.S.A.] (180 g), água deionizada (189,7 g), e TRITON™ X-405 (26,0 g) foram pré-misturados e homogeneizados por 10 segundos usando um homogeneizador digital (5000 rpm, homogeneizador IKA T25 Ultra Turrax). A DER ™ 331 Resina de Epóxi Líquida emulsionada foi então adicionada à emulsão de látex do Exemplo 1 durante vários minutos usando um funil enquanto se resfria a 50 °C. A mistura foi mantida a 50 °C enquanto se agita por 1 hr. Após 1 hr, o látex foi resfriado para temperatura ambiente, filtrada através de telas de malha de 100 e 325 e equilibrado durante a noite. Foi então avaliada para a estabilidade coloidal e a separação de fases do epóxi. Como mostrado na Tabela 3, a amostra manteve-se estável à separação e foi estável ao envelhecimento por calor, mesmo com quantidades relativamente altas de MAA.

Exemplo 3

[28] A dispersão de epóxi acrílico do Exemplo 3 contém as quantidades carregadas observadas: 85% em peso do látex acrílico no Exemplo 1 e 15% em peso de Bisfenol A diglicidil éter (BADGE) epóxi líquido, DER 331™. Foi preparado da mesma maneira que no Exemplo 1 exceto que utiliza as seguintes quantidades carregadas: Exemplo 1 (1041,73 g), D.E.R.™ 331 Resina Epóxi Líquida (96,0 g), TRITON™ X-405 (27,58 g), Água deionizada (108,87 g). Como mostrado na Tabela 3, a amostra manteve-se estável à separação e foi estável ao envelhecimento por calor, mesmo com quantidades relativamente altas de MAA. Isto, por conseguinte, confirma que a utilização de componentes antiaglomeração no polímero pode permitir uma estabilidade melhorada para as composições contendo nível alto de epóxi.Tabela 3 - Propriedades de Látex Acrílico Epóxi

2.2 Método Analítico

[29] A viscosidade de cada um dos polímeros de látex foi medida em centipoise (cP) usando um viscosímetro e Brookfield DV-II+ Pro. A avaliação visual qualitativa da composição aquosa final também foi feita usando as seguintes classificações: Excelente - Nenhuma mudança observável na viscosidade Bom - Ligeira mudança na viscosidade Justa- Mudança significativa na viscosidade Ruim - Gelificada

[30] O teste de estabilidade ao envelhecimento por calor foi determinado colocando alíquotas das amostras de látex contidas em frascos de vidro de 4 oz em forno em 60°C por 10 dias. Após 10 dias, as amostras foram avaliadas para estabilidade coloidal e medições do tamanho das partículas. As amostras foram determinadas como sendo estáveis ao envelhecimento por calor se o seu tamanho de partícula não mudou em 30 nm a partir do tamanho de partícula inicial antes do teste de estabilidade ao envelhecimento por calor. Um Analisador de Umidade de Halogênio Mettler HR73 foi usado para determinar a porcentagem (%) de sólidos das amostras. O Analisador de Umidade de Halogênio é pré-aquecido a 50°C para minimizar os possíveis efeitos da temperatura. O método envolve a pesagem de uma amostra sobre uma almofada de fibra de vidro em um recipiente de alumínio, então aquecendo para retirar os voláteis. Os sólidos totais percentuais são calculados pelo Analisador de Umidade de Halogênio. O tamanho das partículas foi determinado usando um Analisador de Tamanho de Partícula BI- 90 de Brookhaven Instruments.

2.3 Métodos de Teste de Encerador de Piso

[31] O método para aplicar as composições de revestimento é descrito em Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.04, procedimento de teste ASTM D 3153, exceto que 0,014 mL por polegada quadrada de substrato (0,0022 mL/cm2) foi aplicado ao substrato. O aplicador de bancada padrão utilizado foi uma almofada de gaze. Os enceradores de piso foram revestidos em ladrilhos de piso de composição de vinil preto de 12 polegadas por 12 polegadas (30,5 X 30,5 cm) [Ladrilhos de Composição de Vinil Armstrong Excelon®, Padrão 56790, fornecido por Armstrong World Industries, Inc., Lancaster, Pennsylvania, U.S.A.]. Cada revestimento foi deixado a secar durante cerca de 30 a 60 minutos entre revestimentos. Todos os testes foram realizados nos substratos de Ladrilhos de Composição de Vinil de Armstrong Excelon®.

[32] Brilho e Brilho de Repintura: O método para determinar o desempenho de brilho e desempenho de brilho de repintura de formulações de encerador é descrito no Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.04, procedimento de teste ASTM D 1455. O brilho determinado no ladrilho de composição de vinil preto. As medições de brilho foram feitas com um medidor de brilho MICRO TRI GLOSSTM (BYK, Columbia, MD, USA).

[33] Dureza de lápis: A dureza de lápis foi determinada utilizando o método de teste ASTM D3363-05 com os mesmos painéis como para a medição do brilho, mas após 2 semanas de cura/secagem em temperatura ambiente e 50% de umidade relativa.

[34] Removibilidade: O método para determinar a removibilidade do encerador é descrito no Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.04, teste de procedimento ASTM D 1792, exceto ^ ou ^ diluição da Freedom (Diversey Inc. Sturtevant, Wis. 53177 USA) em água foi utilizada como a solução de ensaio de extração. Um aparelho Testador de Abrasão (Modelo No. AG-8100 de Pacific Scientitic, Gardner/Neotec Instrument Division, Silver Spring, Maryland, U.S.A.) foi usado na determinação removibilidade do filme. Nos vários testes de removibilidade, o número de ciclos foi variado entre 75 a 300. O teste de removibilidade foi realizado com uma escova de cerdas de nylon (escova PB-8112 por BYK Additives & Instruments, Columbia, Maryland, U.S.A.) pesando 1 libra (0,45 kg).

[35] Método de Teste de Tempo Livre de Aderência: Este teste é realizado em ladrilhos revestidos em um ambiente em temperatura e umidade constantes (22°C a 50% de umidade relativa). O tempo livre de aderência de revestimentos de superfície é determinado usando o testador de aderência Zapon. O testador de aderência foi fabricado a partir de uma peça dobrada de 1 polegada (2,54 cm) de largura de metal de folha de alumínio que é 1/16° de uma polegada (1,6 mm) de espessura. É dimensionado de modo que uma secção de 1 polegada quadrada (2,54 X 2,54 cm) repousará de modo plano na superfície. É pesado de modo que quando um peso de cinco gramas é colocado no centro da tira de alumínio, a mesma ficará na posição vertical. Se um peso menor que cinco gramas é colocado no centro da tira de alumínio, o mesmo irá cair. O testador de aderência é colocado sobre a superfície do filme com um peso de 500 gramas colocado no testador. O peso é mantido no testador por cinco segundos e depois removido. Se o testador cair dentro de cinco segundos, o revestimento passa no teste livre de aderência Zapon. O tempo decorrido desde quando foi aplicado o revestimento é registrado como o tempo livre de aderência de Zapon.

Exemplos 4-7 Preparação de Formulações de Encerador de Piso de 2 Componentes

[36] As composições epóxi acrílicas dos Exemplos 1-3 foram usadas para preparar as composições de revestimento aquosas dos Exemplos 4-7. Artigos de vidro padrão e procedimentos padrão foram usados para preparar os enceradores de piso. As formulações de encerador de piso foram então revestidas em ladrilhos de compósito de vinil e avaliadas. Os enceradores de piso foram preparados em condições ambiente. Os enceradores foram preparados carregando as matérias-primas, para Parte A, para o artigo de vidro com agitação primeiro. Em alguns exemplos, porções de um bicarbonato de amônio de zinco (ZnABC) - solução de estoque de íon de metal polivalente foram adicionadas para a Parte A para fornecer cura rápida e durabilidade inicial. A Parte A foi agitada por 30 minutos. As matérias-primas da Parte B foram então carregadas para Parte A com agitação na ordem listada na Tabela 4 correspondente. As quantidades entre parênteses na Tabela 4 são conteúdos de sólidos. Exemplos 6 e 7 são exemplos reais e Exemplos 4 e 5 são comparativos.Solução de estoque de bicarbonato de amônio de zinco (ZnABC) - íon de metal polivalente

[37] Como mostrado na Tabela 6, a formulação de encerador de piso de 2 componentes do Exemplo 5 contendo níveis mais altos do epóxi, mas nenhum reticulante de metal adicional se tornou instável após combinação com o endurecedor de amina parte B. A viscosidade do Exemplo 5 aumentou significativamente dentro de 2 horas da adição do endurecedor de amina e gelificou após 2 horas. A formulação assim apresentou tempo de vida útil ruim. Além disso, o revestimento com base no Exemplo 5 resultou em durabilidade aumentada em termos de aumento da dureza de lápis, mas não foi removível. O revestimento do Exemplo 5, por conseguinte, não é útil para aplicações de encerador de piso que requerem múltiplas etapas de revestimento e secagem, e, mais importante, onde é necessária a removibilidade. Em contraste, o Exemplo 6 que continha 30% em peso do epóxi, bem como um reticulante de metal adicional foi estável na duração das várias etapas de revestimento. O revestimento do Exemplo 6 apresentou tempos de secagem rápida, apresentou uma dureza de lápis maior e foi removível. Os resultados, portanto, confirmam que as composições para encerar pisos com uma durabilidade melhorada podem ser conseguidas por uma composição de polímero de dois componentes com base em polímero de látex termoplástico acrílico estável embebida com um epóxi reticulado com uma combinação de íons de metal polivalente e um reticulante polifuncional, como uma poliamina. A utilização de uma combinação de mecanismos de cura forneceu tempos livres de aderência curtos comparáveis aos pisos com base em zinco convencionais, mas com uma maior durabilidade sem comprometer a removibilidade. Tabela 4 - Formulações de Enceradores de Piso

Tabela 5. Função das Matérias-Primas e Informação do Fornecedor

Tabela 6 - Resultados de Encerador de Piso

Claims

1. Composição aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende: (a) um polímero acrílico aromático compreendendo de 3 a 11% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de ácido carboxílico C3-C6 e de 0,2 a 3% em peso de unidades polimerizadas de monômeros antiaglomeração; (b) uma resina termoendurecível polifuncional reativa; (c) um íon de metal polivalente; e (d) um agente de cura polifuncional, em que os monômeros antiaglomeração são selecionados a partir do grupo consistindo em metacrilato de fosfoetil, sulfonato de estireno de sódio, metacrilato de acetoacetoxietil e sulfonato de acrilamido-metil-propano, e em que o agente de cura é armazenado separadamente a partir da resina termoendurecível.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina termoendurecível polifuncional reativa é uma resina epóxi.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que compreende de 5 a 15% em peso do referido polímero acrílico aromático e de 1 a 7% em peso da referida resina epóxi, porcentagens calculadas a partir do peso de sólidos de polímero ou resina e de todo o peso da composição.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o íon de metal polivalente é zinco.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o polímero acrílico aromático ainda compreende de 40 a 95% em peso de unidades de monômero de C1-C8 (met)acrilato de alquil.

6. Método para revestir um substrato; o referido método caracterizado pelo fato de que compreende aplicar uma composição aquosa formada pela combinação de ingredientes compreendendo: (a) um polímero acrílico aromático compreendendo de 3 a 11% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de ácido carboxílico C3-C6 e de 0,2 a 3% em peso de unidades polimerizadas de monômeros antiaglomeração; (b) uma resina termoendurecível polifuncional reativa; (c) um íon de metal polivalente; e (d) um agente de cura polifuncional, em que os monômeros antiaglomeração são selecionados a partir do grupo consistindo em metacrilato de fosfoetil, sulfonato de estireno de sódio, metacrilato de acetoacetoxietil e sulfonato de acrilamido-metil-propano.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a resina termoendurecível polifuncional reativa é uma resina epóxi.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a referida composição aquosa compreende de 5 a 15% em peso do referido polímero acrílico aromático e de 1 a 7% em peso da referida resina epóxi, porcentagens calculadas a partir do peso de sólidos de polímero ou resina e de todo o peso da composição.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o íon de metal polivalente é zinco.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o polímero acrílico aromático ainda compreende de 40 a 95% em peso de unidades de monômero de C1-C8 (met)acrilato de alquil.

11. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o monômero antiaglomeração é metacrilato de fosfoetil.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o monômero antiaglomeração é metacrilato de fosfoetil.