BR112016023630B1 - Dispersão aquosa e composição de revestimento compreendendo a mesma - Google Patents

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Abstract

dispersão aquosa e composição de revestimento compreendendo a mesma uma dispersão aquosa capaz de proporcionar uma composição de revestimento com propriedades equilibradas de resistência de bloco precoce e boa resistência química, incluindo a resistência à água, resistência ao álcool 48%, e resistência ao óleo de parafina; um processo de preparação da mesma; e uma composição de revestimento que compreende a mesma.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO
[1] A presente invenção refere-se a uma dispersão aquosa e de uma composição de revestimento que compreende a mesma.
INTRODUÇÃO
[2] As dispersões aquosas de polímeros são amplamente usadas em composições de revestimento à base de água, tais como composições de revestimento de madeira. Os revestimentos à base de água devem satisfazer um equilíbrio de propriedades tais como propriedades de resistência química e de manipulação. Os revestimentos de madeira à base de água em muitas aplicações, tais como em cozinhas, banheiros e mesas de jantar precisam ter boa resistência química, incluindo a resistência à água, 48% de resistência ao álcool e resistência ao óleo de parafina para atender as exigências da indústria. Além disso, os revestimentos à base de água precisam ter propriedades de manipulação satisfatórias. Por exemplo, uma resistência de bloco precoce de pelo menos C-0 de acordo com o padrão de GB/T 23982-2009 aumenta a eficiência da produção e evita danos potenciais revestimentos ao separar duas superfícies revestidas que são empilhadas ou colocadas em contato um com o outro durante o armazenamento, embalagem e/ou transporte.
[3] As propriedades de resistência química e de resistência em bloco precoce são, no entanto, normalmente incompatíveis umas com as outras. Muitas vezes, é um desafio para os revestimentos de madeira para alcançar um equilíbrio satisfatório de ambas as propriedades. A utilização de dispersões de polímeros feitos a partir de um nível elevado de monómeros hidrofóbicos macios, tais como acrilato de 2-etil-hexil (por exemplo, em mais do que 40% em peso do polímero) pode proporcionar revestimentos de madeira com resistência química suficiente para satisfazer as exigências da indústria acima, mas insatisfatória resistência de bloco precoce. Revestimentos de madeira feitos a partir de dispersões de polímero com um elevado nível de agentes de reticulação (por exemplo, em mais do que 4% em peso do polímero) podem ter desejada resistência de bloco precoce, mas insuficiente resistência química.
[4] Portanto, é desejável fornecer uma dispersão de polímero aquosa, particularmente adequada para aplicações de revestimento, que proporcione filmes de revestimento com propriedades equilibradas de boa resistência química e resistência de bloco precoce satisfatória.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[5] A presente invenção proporciona uma nova dispersão de polímero aquosa particularmente útil para aplicações em revestimento de madeira. Uma composição de revestimento compreendendo uma tal dispersão de polímero aquosa é capaz de fornecer filmes de revestimento com boa resistência química, inclusive um nível de resistência à água de pelo menos 4, e um nível de resistência ao álcool 48% de pelo menos 4, e um nível de resistência ao óleo de parafina de pelo menos 4, de acordo com o método BS: EN12720:2009. Esta composição de revestimento também proporciona filmes de revestimento com uma resistência ao bloco precoce de C-0 ou melhor de acordo com o método de GB/T 23982-2009.
[6] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é uma dispersão aquosa que compreende,(A) partículas de copolímero, em que o copolímero compreende unidades polimerizadas com base no peso do copolímero, (i) a partir de 0,5 por cento em peso (% em peso) a 2% em peso de um monômero funcional de alil éter fosfato;(ii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um monômero de autorreticulação;(iv) a partir de 0,01% em peso a 1,5% em peso de um monômero etilenicamente insaturado tendo pelo menos uma funcionalidade alcoxissilano;(v) a partir de 28% em peso a 46% em peso de um monômero hidrofóbico não iônico de éster (met)acrilato de C6-C22 alquil; e(vi) monômeros não iônicos etilenicamente insaturados compreendendo pelo menos um monômero hidrofóbico e, pelo menos, um monômero hidrofílico, excluindo os monômeros (i), (ii),(iii), (iv) e (v); em que a razão em peso do monômero hidrofóbico para o monômero hidrofílico é de 0,5 a 2,0;(B) a partir de 0,3% em peso a 5% em peso de um fosfato alquil etoxilado ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, com base no peso do copolímero; e(C) de 0 a 10% em peso de um composto contendo pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH-, ou uma hidrazida carboxílica polifuncional contendo pelo menos dois grupos hidrazida por molécula, com base no peso do copolímero.
[7] Em um segundo aspecto, a presente invenção é uma dispersão aquosa que compreende:(A) partículas de copolímero, em que o copolímero compreende unidades polimerizadas, com base no peso do copolímero,(i) a partir de 0,5% em peso a 1,5% em peso de um monômero funcional de alil éter fosfato; (ii) a partir de 0,1% em peso a 3% em peso de um monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iii) a partir de 1% em peso a 3% em peso de diacetona acrilamida;(iv) a partir de 0,1% em peso a 1,3% em peso de um monômero funcional etilenicamente insaturado alcoxissilano tendo a seguinte fórmula:
Figure img0001
[8] em que R5, R6, e R7 cada um é selecionado independentemente a partir do grupo que consiste em um grupo alcoxi e um grupo alquil com a condição de que pelo menos um grupo alcoxi está presente, n é um número inteiro de 0 a 4, e Y é um grupo selecionado entre vinil, metacriloxi, ou misturas dos mesmos;(v) a partir de 32% em peso a 40% em peso de 2-etil hexilacrilato; e(vi) monômeros não iônicos etilenicamente insaturados que compreendem pelo menos um monômero hidrofóbico selecionado a partir de estireno ou estireno substituído, butil (met)acrilato, iso-butil (met) acrilato de metil, ou misturas dos mesmos; e pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir de metil (met)acrilato, etil acrilato, ácido (met)acrílico,acrilonitrila, (met)acrilamida, polietileno glicol(met)acrilato, ou misturas dos mesmos; excluindo os monômeros (i), (ii), (iii), (iv) e (v); em que a razão em peso do monômero hidrofóbico para o monômero hidrofílico é de 0,5 a 2,0; (B) a partir de 0,8% em peso a 1,7% em peso de um alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, com base no peso do copolímero; e(C) a partir de 0,5% em peso a 1,5% em peso de di-hidrazida adípica, com base no peso do copolímero.
[9] Em um terceiro aspecto, a presente invenção é uma composição de revestimento compreendendo a dispersão aquosa do primeiro ou do segundo aspecto.
[10] Em um quarto aspecto, a presente invenção é um processo de preparação da dispersão aquosa do primeiro ou do segundo aspecto. O processo compreende:(i) formação de partículas de copolímero por polimerização em emulsão a partir de monômeros na presença de 0,3% em peso a 5% em peso de um alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, em que os monômeros compreendem, com base no peso total dos monômeros:(ii) a partir de 0,5% em peso a 2% em peso de um monômero funcional de alil éter fosfato;(iii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iv) ) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um agente de autorreticulação;(v) ) a partir de 0,01% em peso a 1,5% em peso de um monômero funcional de alcoxissilano etilenicamente insaturado;(vi) a partir de 28% em peso a 46% em peso de um monômero hidrofóbico não iônico de (met)acrilato de C6-C22 alquil éster; e(vii) monômeros não iônicos etilenicamente insaturados compreendendo pelo menos um monômero hidrofóbico e, pelo menos, um monômero hidrofílico, excluindo os monômeros (i), (ii), (iii), (iv) e (v), em que a razão em peso do monômero hidrofóbico para o monômero hidrofílico é de 0,5 a 2,0; eadição de 0 a 10% em peso de um composto contendo pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH-, ou uma hidrazida carboxílica polifuncional contendo pelo menos dois grupos hidrazida por molécula, com base no peso do copolímero.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[11] O uso do termo “(met)” seguido por um outro termo tal como (met)acrilato refere-se a ambos acrilato, metacrilato ou misturas dos mesmos.
[12] “Monômero hidrofóbico” na presente invenção refere-se a um monômero que tem um valor de Hansch >2,20. “Monômero hidrofílico” na presente invenção refere-se a um monômero que tem um valor de Hansch <2,20. O valor de Hansch aqui descrito pode ser determinado pelo método descrito por A.J. Leo em Chem. Rev., 93 (4): 1281-1306 (1993).
[13] A dispersão aquosa da presente invenção compreende partículas de copolímero. O copolímero útil na presente invenção pode compreender, como unidades polimerizadas, (i) um ou mais monômeros funcionais alil éter fosfato. Os monômeros funcionais de alil éter fosfato podem estar numa forma de ácido, em uma forma de sal, ou em uma forma neutralizada, ou podem ser parcialmente ácidos e parcialmente neutralizados. O monômero funcional alil éter fosfato útil na presente invenção pode ter a seguinte fórmula (I):
Figure img0002
[14] em que R1 é um grupo de ligação bivalente, x é um número médio variando de 1 a 2, e cada M compreende, independentemente, um átomo de hidrogênio ou um contra-íon catiônico.
[15] R1 pode ser um grupo alquileno bivalente tendo de 2 a 20 átomos de carbono ou um grupo (poli) oxialquileno. Em algumas modalidades, R1 é um grupo (poli)oxialquileno. Exemplos de grupos (poli)oxialquileno adequados incluem -[O-CH2-CH2]n-[O-CH2- CH(CH3)]N-[O-CH(CH3)CH2]n-, ou combinações dos mesmos, em que n é um número médio de 1 a 10, e preferencialmente de 2 a 6. Em uma modalidade preferida, R1 é -[O-CH2-CH2]n- em que n é um número médio variando de 2 a 10. Número x pode ser de 1,0 a 1,5. Em algumas modalidades, Mi é um contra-íon catiônico, por exemplo, NH4+, Na+ ou K+. O monômero funcional alil éter fosfato pode ser uma mistura de um éster monofosfato de fórmula (I) quando x é 1 e um diéster de fosfato de fórmula (I) quando x é 2. Monômeros funcionais alil éter fosfato adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, SIPOMERTM COPS-3 alil éter fosfato sal de amônio disponíveis a partir de Solvay. O copolímero útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero, 0,5% em peso ou mais do monômero funcional alil éter fosfato copolimerizado, ou ainda 0,7% em peso ou mais, e, ao mesmo tempo, 2% em peso ou menos, ou mesmo 1,5% em peso ou menos.
[16] O copolímero útil na presente invenção pode ainda compreender, como unidades polimerizadas, (ii) um ou mais monômeros hidroxi-funcionais etilenicamente insaturados. Os monômeros hidroxi-funcionais etilenicamente insaturados úteis na presente invenção podem ter a estrutura de fórmula (II):
Figure img0003
[17] em que R2 é hidrogênio ou metil e R3 é um grupo hidroxialquil tendo de 2 a 6 átomos de carbono.
[18] Exemplos de monômeros hidroxi-funcionais etilenicamente insaturados adequados incluem hidroxietil (met)acrilato, hidroxipropil (met)acrilato, hidroxibutil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, 2-hidroxietil metacrilato é usado como o monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado. O copolímero útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero, 0,1% em peso ou mais do monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado, copolimerizado, ou mesmo 0,5% em peso ou mais, e, ao mesmo tempo, 10% em peso ou menos, 5% em peso ou menos, ou mesmo 3% em peso ou menos.
[19] O copolímero útil na presente invenção pode ainda compreender, como unidades polimerizadas, (iii) um ou mais monômeros de autorreticulação. “Monômeros de autorreticulação” referem-se aos monômeros etilenicamente insaturados contendo um grupo acetoacetoxi, um grupo acetoacetamida, ou um grupo funcional de diacetona acrilamida. Monômeros de autorreticulação adequados incluem, por exemplo, diacetona acrilamida (DAAM), acetoacetoxietil (met)acrilato, acetoacetoxipropil (met)acrilato, acetoacetoxibutil (met)acrilato, 2,3- di(acetoacetoxi) propil (met)acrilato, alil acetoacetatos, vinil acetoacetatos, acetoacetamidas de fórmula (III):
Figure img0004
[20] em que R4 é H ou metil, ou combinações dos mesmos. Monômeros de autorreticulação preferidos são selecionados de entre DAAM, acetoacetoxietil (met)acrilato, acetoacetoxipropil (met)acrilato, alil acetoacetato, acetoacetoxibutil (met)acrilato, 2,3-di(acetoacetoxi) propil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, DAAM é usado como o monômero de autorreticulação.
[21] O copolímero útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero, 0,1% em peso ou mais de monômero de autorreticulação copolimerizado, ou mesmo 1% em peso ou mais, e, ao mesmo tempo, 10% em peso ou menos, 5% em peso ou menos, ou mesmo 3% em peso ou menos.
[22] O copolímero útil na presente invenção pode ainda compreender, como unidades polimerizadas, (iv) um ou mais monômeros etilenicamente insaturados, tendo pelo menos uma funcionalidade alcoxissilano (a seguir referida como “monômero funcional alcoxissilano etilenicamente insaturado”). Tal monômero funcional etilenicamente insaturado alcoxisilano útil na presente invenção pode ter a seguinte fórmula (IV):
Figure img0005
[23] em que R5, R6, e R7 cada um é selecionado independentemente a partir do grupo que consiste em um grupo alcoxi e um grupo alquil com a condição de que pelo menos umgrupo alcoxi está presente, n é um número inteiro de 0 a 4, e Yé um grupo selecionado entre vinil, metacriloxi, ou misturas dos mesmos. Um ou dois de grupos R5, R6 e R7 podem ser um grupoalquil tendo de 1 a 10 átomos de carbono, ou de 1 a 8 átomos decarbono. R5, R6 e R7 cada um pode ser, independentemente, um grupo alcoxi tendo de 1 a 8 átomos de carbono, ou de 1 a 4 átomos de carbono, n na fórmula (IV) pode ser de 1 a 3. Preferencialmente, Y na fórmula (IV) é metacriloxi.
[24] Exemplos de monômeros funcionais alcoxissilano etilenicamente insaturados adequados incluem viniltrialcoxissilanos tais como viniltrimetoxissilano, vinil trietoxi silano, e vinil tris (β-metoxi etoxi)-silano; alquilvinildialcoxissilano como vinilmetildimetoxissilano; (met)acriloxialquiltrialcoxissilanos, como (met)acriloxietiltrimetoxissilano e (met)acriloxipropiltrimetoxissilano; ou misturas dos mesmos. Tais monômeros adequados disponíveis comercialmente incluem, por exemplo, SILQUESTTM A-174 Y—metacriloxipropil trimetoxissilano e SILQUEST A-171 viniltrimetoxissilano disponível a partir da Momentive Performance Materials Inc., ou misturas dos mesmos.
[25] O copolímero útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero, 0,01% em peso ou mais de monômero funcional alcoxissilano etilenicamente insaturado copolimerizado, 0,1% em peso ou mais, ou mesmo 0,5% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 1,5% em peso ou menos, ou mesmo 1,3% em peso ou menos.
[26] O copolímero útil na presente invenção pode ainda compreender, como unidades polimerizadas, (v) um ou mais monômeros hidrofóbicos não iônicos de éster (met)acrilato de C6C22 alquil. “Monômeros não iônicos” referem-se aos monômeros que não contêm uma carga iônica entre pH = 1-14. Monômeros hidrofóbicos não iônicos de éster met(acrilato) de C6-C22 alquil adequados incluem, por exemplo, ésteres (met)acrílicos, como 2- etilhexil (met)acrilato, ciclo-hexil (met)acrilatos, tetradecil (met)acrilato, oleil (met)acrilato, palmitil (met)acrilato, estaril (met)acrilato, decil (met)acrilato, lauril (met)acrilato, e isodecil (met)acrilato; succinatos, como dihexil succinato e didecil succinato; ésteres de vinil tais como vinil versatato; ou misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, o monômero não iônico de éster (met)acrilato C6-C22 alquil é selecionado a partir de 2-etilhexil, (met)acrilato, decil (met)acrilato, lauril (met)acrilatos, isodecil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, o monômero não iônico de éster (met)acrilato de C6-C22 alquil é selecionado a partir de 2-etilhexil (met)acrilato, lauril (met)acrilato, ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade mais preferida, 2- etilhexil acrilato é usado como monômero hidrofóbico não iônico de éster (met)acrilato de C6-C22 alquil.
[27] O copolímero útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero, 28% em peso ou mais do monômero hidrofóbico não iônico de éster (met)acrilato de C6C22 alquil copolimerizado, ou mesmo 32% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 46% em peso ou menos, ou mesmo 40% em peso ou menos.
[28] O copolímero útil na presente invenção pode ainda compreender, como unidades polimerizadas, (vi) monômeros não iônicos etilenicamente insaturados excluindo monômeros (i), (ii), (iii), (iv) e (v). Os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados (vi) podem compreender, pelo menos, um monômero hidrofóbico e pelo menos um monômero hidrofílico, em que a razão em peso do monômero hidrofóbico para o monômero hidrofílico é de 0,5 a 2,0, ou de 0,5 a 1,5. Exemplos de monômeros hidrofóbicos adequados incluem estireno ou substituído estireno, butil (met)acrilato, iso-butil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos. Exemplos de monômeros hidrofílicos adequados incluem metil, (met)acrilato, etil (met)acrilato, ácido (met)acrílico, acrilonitril, (met)acrilamida, metilol (met)acrilamida, acroleína, polietileno glicol (met)acrilato, ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados (vi) compreendem o monômero hidrofóbico incluindo estireno e o monômero hidrofílico incluindo metil metacrilato. A quantidade combinada dos monômeros hidrofóbicos e hidrofílicos nos monômeros não iônicos etilenicamente insaturados (vi) pode ser ajustada de modo que a quantidade total de monômeros é de 100% em peso. Por exemplo, o copolímero útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero, de 30% em peso a 72% em peso do monômero não iônico etilenicamente insaturado copolimerizado (vi), ou a partir de 51% em peso a 67% em peso.
[29] Os tipos e níveis dos monômeros descritos acima, podem ser escolhidos para proporcionar o copolímero com uma temperatura de transição vítrea (“Tg”) apropriada para diferentes aplicações. A temperatura de transição vítrea do copolímero pode estar na faixa de desde -35°C a 60°C, a partir de -15°C a 40°C, ou de -10°C a 30°C. Os valores de Tg usados aqui são calculados usando a equação de Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, Edição 3, página 123 (1956)). Por exemplo, para calcular a Tg de um copolímero de monômeros M1 e M2,
Figure img0006
[30] em que Tg (calc.) é a temperatura de transição vítrea calculada para o copolímero, W(M1) é a fração em peso do monômero M1 no copolímero, W(M2) é a fração em peso de monômero de M2 no copolímero, TG(MI) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de M1, e TG(M2) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de M2, todas as temperaturas estando em K. As temperaturas de transição vítrea dos monômeros podem ser encontradas, por exemplo, em “Polymer Handbook”, editado por J. Brandrup e E.H. Immergut, Interscience Publishers.
[31] As partículas de copolímero na dispersão aquosa da presente invenção tipicamente têm um diâmetro médio na faixa de 50 nanômetros (nm) a 350 nm, na faixa de 60 nm a 200 nm, ou na faixa de 80 nm a 150 nm. O diâmetro médio das partículas do copolímero pode ser determinado por uma técnica de dispersão de luz quasi-elástica, utilizando um instrumento, como um dimensionador de partículas Brookhaven Modelo BI-90, fornecido por Brookhaven Instruments Corporation, Holtsville, N.Y.
[32] Além das partículas de copolímero descritas acima, a dispersão aquosa da presente invenção também compreende um ou mais alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, que podem ser fornecidos sob a forma de ácido ou na forma de sal.
[33] O alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato úteis na presente invenção podem compreender um grupo C8 a C18 alquil ligado a uma cadeia de polioxietileno, ou um grupo C8 a C18 alquil substituído no fenol ligado a uma cadeia de polioxietileno. A cadeia de polioxietileno pode ter um grau médio de polimerização na faixa de 1 a 20. O alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato pode ser representado pela seguinte fórmula (V):
Figure img0007
[34] em que R8 é um grupo C8 a C18 alquil ou um grupo C8 a C18 alquil substituído no fenol; n é um número inteiro de 1 a 20; R9 é H ou um grupo de -(CH2CH2O)n- R9a, em que R9a é como foi definido para R8; e M2 é H, Li, K, Na ou NH4. Em algumas modalidades, n pode ser de 3 a 16, ou de 4 a 12. O alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato podem ter um grupo C12 a C18 alquil que está ligado diretamente à cadeia de polioxietileno ou presente como um grupo de substituição no grupo fenol. Alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, POLYSTEP™ P-12A a partir de Stepan, RHODAFAC™ RS- 610-A25 da Solvay, ou misturas dos mesmos. A concentração combinada do surfactante alquil etoxilado fosfato e surfactante alquilfenol etoxilado fosfato na dispersão aquosa pode ser, com base no peso da dispersão aquosa, de 0,3% em peso ou mais, 0,5% em peso ou mais, ou mesmo 0,8% em peso ou mais, e, ao mesmo tempo, 5% em peso ou menos, 3% em peso ou menos, ou mesmo 1,7% em peso ou menos.
[35] A dispersão aquosa da presente invenção pode também compreender (C) um ou mais compostos contendo pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH-, ou uma ou mais hidrazidas carboxílicas polifuncionais contendo pelo menos dois grupos hidrazida por molécula, em uma quantidade de 0 a 10% em peso, de 0,1% em peso a 5% em peso, ou de 0,5% em peso a 1,5% em peso, com base no peso do copolímero. Este componente (C) pode atuar como um agente de reticulação para grupos carbonil. O composto contendo pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH- pode incluir, por exemplo, hidrazina; poliaminas alifáticas, como etileno diamina, propanodiamina, butanodiamina, hexanodiamina, isoforona diamina, piperazina, dietileno triamina, dipropileno triamina, trietileno tetramina, e oligômeros ou polímeros de etileno diamina conhecidos como polietileno aminas; ou misturas dos mesmos. Exemplos de hidrazidas carboxílicas polifuncionais adequadas incluem di-hidrazida adípica, di-hidrazida oxálica, di-hidrazida isoftálica, poli-hidrazida poliacrílica, ou misturas das mesmas. Preferencialmente, a hidrazida carboxílica polifuncional é di-hidrazida adípica. Em algumas modalidades, a dispersão aquosa compreende di-hidrazida adípica quando o copolímero compreende unidades polimerizadas de DAAM.
[36] A dispersão aquosa da presente invenção pode ser preparada por técnicas de polimerização bem conhecidas na técnica, como polimerização em suspensão ou polimerização em emulsão dos monômeros acima descritos. As técnicas de polimerização em emulsão para a preparação da dispersão aquosa das partículas de copolímero são bem conhecidas nas técnicas de polímeros, e incluem processos de polimerização em vários estágios. Para cada monômero, a concentração do monômero com base no peso total de monômeros utilizados na preparação da dispersão aquosa é substancialmente a mesma que a concentração de tal monômero copolimerizado com base no peso total do copolímero. Polimerização em emulsão é um processo preferido para preparar as partículas de copolímero. A dispersão aquosa da presente invenção pode ser preparada por polimerização em emulsão a partir dos monômeros descritos acima, na presença do alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato. Temperatura adequada para os processos de polimerização em emulsão pode ser menor do que 100°C, na faixa de a partir de 30°C a 95°C, ou na faixa de a partir de 50°C e 90°C. Uma mistura dos monômeros pode ser adicionada pura ou como uma emulsão em água. A mistura de monômeros pode ser adicionada em uma ou mais adições ou continuamente, de forma linear ou não linear, ao longo do período de reação, ou combinações dos mesmos. O alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato podem ser adicionados antes ou durante a polimerização dos monômeros, ou combinações dos mesmos. Uma parte do surfactante pode também ser adicionada após a polimerização. A quantidade total do alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato adicionado é a mesma que a concentração acima descrita combinada de tais surfactantes na dispersão aquosa da presente invenção. Em algumas modalidades, o processo de preparação da dispersão aquosa da presente invenção inclui ainda adicionar o composto contendo pelo menos duas funcionalidades - NH2 ou -NH-, ou a hidrazida carboxílica polifuncional depois da polimerização, em uma quantidade de entre 0 e 10 % em peso, de 0,1% em peso a 5% em peso, ou de 0,5% em peso a 1,5% em peso, com base no peso total de monômeros.
[37] No processo de polimerização em emulsão, podem ser utilizados iniciadores de radicais livres. Exemplos de iniciadores de radicais livres adequados incluem peróxido de hidrogênio, peróxido de sódio, peróxido de potássio, t-butil hidroperóxido, hidroperóxido de cumeno, persulfatos de amônio e/ou metais alcalinos, perborato de sódio, ácido perfosfórico, e os sais dos mesmos; permanganato de potássio, e de amônio ou sais de metal alcalino do ácido peroxidissulfúrico. Os iniciadores de radicais livres podem ser utilizados tipicamente a um nível de 0,01% em peso a 3,0% em peso, com base no peso total de monômeros. Sistemas redox compreendendo os iniciadores descritos acima, juntamente com um agente redutor adequado podem ser utilizados no processo de polimerização em emulsão. Exemplos de redutores adequados incluem formaldeído sulfoxilato de sódio, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, sais de metal alcalino e de amônio de ácidos que contêm enxofre, como sulfito de sódio, bissulfito, tiossulfato, hidrossulfito, sulfeto, hidrossulfeto ou ditionito, ácido formadinesulfínico, ácido hidroximetanesulfônico, acetona bissulfito, ácido glicólico, ácido glioxílico hidratado, ácido láctico, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico e sais dos ácidos anteriores. Sais metálicos de ferro, cobre, manganês, prata, platina, vanádio, níquel, crómio, paládio, ou cobalto que catalisam a reação redox podem ser usados. Podem ser opcionalmente utilizados agentes quelantes para os metais.
[38] No processo de polimerização em emulsão, um ou mais agentes de transferência de cadeia podem também ser utilizados. Exemplos de agentes de transferência de cadeia adequados incluem ácido 3-mercaptopropiônico, dodecil mercaptano, 3- mercaptopropionato, benzenotiol, alquil azelaico mercaptano, ou misturas dos mesmos. Quando presente, a concentração do agente de transferência de cadeia pode ser, com base no peso total de monômeros, a partir de 0,01% em peso a 5% em peso, de 0,05% em peso a 2% em peso, ou de 0,1% em peso a 0,5% em peso.
[39] No processo de polimerização em emulsão, podem também ser usadas bases orgânicas e/ou bases inorgânicas como neutralizadores. As bases adequadas incluem amônia, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, óxido de zinco, mono-etanolamina, trietil amina, dietil amina, dimetil amina, borato de sódio, borato de potássio, hidróxido de alumínio, ou as combinações dos mesmos.
[40] A dispersão aquosa da presente invenção pode compreender, com base no peso total da dispersão aquosa, a partir de 30% em peso a 70% em peso das partículas de copolímero, de 35% em peso a 60% em peso, ou de 40% em peso a 50% em peso; e o resto da dispersão aquosa pode ser água.
[41] A composição de revestimento da presente invenção compreende a dispersão aquosa descrita acima. A composição de revestimento pode compreender de 50% em peso a 85% em peso da dispersão aquosa, ou a partir de 60% em peso a 75% em peso da dispersão aquosa, com base no peso total da composição de revestimento.
[42] A composição de revestimento da presente invenção pode também compreender um ou mais agentes para conferir aspecto fosco. “Agentes de efeito fosco” aqui referem-se a quaisquer partículas inorgânicas ou orgânicas que proporcionam efeito fosco. Os agentes para conferir aspecto fosco úteis na presente invenção pode ser um agente de efeito fosco de sílica, poliureia, poliacrilato, polietileno, politetrafluoroetileno, ou misturas dos mesmos. O agente de efeito fosco pode estar na forma de pó ou uma emulsão. Preferencialmente, agentes de efeito fosco em pó são utilizados. Agentes de efeito fosco comercialmente disponíveis adequados incluem, por exemplo, agentes de efeito fosco ACEMATT™ TS-100 e ACEMATT OK520 sílica, ambos disponíveis a partir Evonik, agente de efeito fosco DEUTERON™ MK poliureia disponível a partir de Deuteron, agente de efeito fosco SYLOID™ Silica 7000 disponível a partir de Grace Davison, PARALOID™ PRD 137B emulsão de poliacrilato disponível a partir da The Dow Chemical Company (PARALOID é uma marca registrada da The Dow Chemical Company); ULTRALUBE™ D277 HDPE/emulsão plástica, ULTRALUBE D818 montan/PE/emulsão plástica e ULTRALUBE D860 PE/emulsão de éster todos disponíveis a partir Keim-Additec; ou misturas dos mesmos. Quando presente, a concentração do agente de efeito fosco pode ser, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento, 0,2% em peso ou mais, ou mesmo 0,5% em peso ou mais, e, ao mesmo tempo, 4% em peso ou menos, 3,5 % em peso ou menos, ou mesmo 3% em peso ou menos.
[43] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais agentes umectantes. “Os agentes umectantes” referem-se aos aditivos químicos que reduzem a tensão superficial de uma composição de revestimento, fazendo com que a composição de revestimento seja mais facilmente distribuída por ou penetre a superfície de um substrato. Os agentes umectantes podem ser policarboxilatos, aniônicos, zwitteriônicos ou não iônicos. Agentes umectantes adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, agente umectante não iônico SURFYNOL™ 104 com base em um diol acetilênico disponível a partir de Air Products, siloxanos modificados por poliéter BYK™-346 e BYK™-349, ambos disponíveis de BYK, ou misturas dos mesmos. Quando presente, a concentração do agente umectante pode ser, com base no peso total da composição de revestimento, de 0,1% em peso ou mais, ou mesmo 0,5% em peso ou mais, e, ao mesmo tempo, 2% em peso ou menos, ou mesmo 1% em peso ou menos.
[44] A composição de revestimento da presente invenção pode ainda compreender um ou mais agentes antiespumantes. “Antiespumantes” referem-se aos aditivos químicos que reduzem e impedem a formação de espuma. Agentes antiespumantes podem ser agentes antiespumantes à base de silicone, agentes antiespumante à base de óleo mineral, agentes antiespumantes à base de óxido de etileno/óxido de propileno, alquil poliacrilatos, ou misturas dos mesmos. Agentes antiespumantes adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, TEGO™ Airex 902 W e emulsões de copolímero de poliéter siloxano TEGO Foamex 1488 ambos disponíveis a partir de Tego, antiespumante de silicone BYK-024 disponível a partir de Byk, ou misturas dos mesmos. Quando presente, a concentração do antiespumante pode ser, com base no peso total da composição de revestimento, a partir de 0,01% em peso a 1% em peso, de 0,05% em peso a 0,8% em peso, ou de 0,1% em peso a 0,5% em peso.
[45] A composição de revestimento da presente invenção pode ainda compreender um ou mais espessantes. Os espessantes podem incluir álcool polivinil (PVA), materiais de argila, derivados de ácido, copolímeros de ácido, espessantes de uretano associados (UAT), poliuretanos de poliéter ureia (PEUPU), poliuretanos de poliéter (PEPU), ou misturas dos mesmos. Exemplos de agentes espessantes adequados incluem emulsões intumescentes alcalinas (ASE), como polímeros de ácido acrílico de sódio ou amônio neutralizados; emulsões intumescentes alcalinas hidrofobicamente modificadas (HASE), como copolímeros de ácido acrílico hidrofobicamente modificados; espessantes associativos, como uretanos etoxilados hidrofobicamente modificados (HEUR); e espessantes celulósicos, como éteres de metil celulose, hidroximetil celulose (HMC), hidroxietil celulose (HEC), hidroxi etil celulose hidrofobicamente modificada (HMHEC), carboximetil celulose de sódio (SCMC), carboximetil 2-hidroxietil celulose de sódio, 2-hidroxipropil metil celulose, 2-hidroxietil metil celulose, 2-hidroxibutil metil celulose, 2-hidroxietil etil celulose, e 2-hidroxipropil celulose. Preferencialmente, o espessante é baseado em HEUR, por exemplo, espessante ACRYSOL™ RM-8W disponível a partir da The Dow Chemical Company (ACRYSOL é uma marca registrada da The Dow Chemical Company). Quando presente, a concentração do espessante é, com base no peso total da composição de revestimento, geralmente a partir de 0,05% em peso a 3% em peso, de 0,1% em peso a 2% em peso, ou de 0,3% em peso a 1% em peso.
[46] A composição de revestimento da presente invenção pode também compreender um ou mais coalescentes. “Coalescentes” referem-se aos solventes de evaporação lenta ou não evaporação que fundem partículas de polímero em um filme contínuo, sob condição ambiente. Exemplos de coalescentes adequados incluem etileno glicol monobutil éter, etileno glicol monopropil éter, etileno glicol mono-hexil éter, etileno glicol 2-etil hexil éter, etileno glicol fenil éter, dietileno glicol monometil éter, dietileno glicol monoetil éter, dietileno glicol monopropil éter, dietileno glicol monobutil éter, dietileno glicol monohexil éter, propileno glicol monometil éter, propileno glicol monopropil éter, propileno glicol butil éter terciário, propileno glicol monobutil éter, dipropileno glicol monopropil éter, dipropileno glicol butil éter terciário, dipropileno glicol monobutil éter, tripropileno glicol metil éter, éter glicol à base de aromático, 2,2,4-trimetil-1,3- pentanodiol monoisobutirate, álcool benzil, n-metil pirrolidona, diacetona álcool, dimetil ftalato e misturas dos mesmos. Coalescentes preferidos são dimetil ftalato; 2,2,4-trimetil-1,3- pentanodiolmono(2-metilpropanoato); propileno glicol fenil éter; di-isobutil glutarato; di-isobutil succinato; di-isobutil adipato; e misturas dos mesmos. A concentração do coalescente, com base no peso total da composição de revestimento, pode ser de 0 a 12% em peso, ou de 2% em peso a 9% em peso.
[47] A composição de revestimento da presente invenção pode também compreender um ou mais de agentes de acoplamento de silano contendo um grupo organofuncional selecionado de entre o grupo que consiste em amino e glicidoxi. Os exemplos de agentes de acoplamento de silano adequados incluem Y-(β-amino etil) amnopropil trimetoxissilano, Y-aminopropil trimetoxissilano, Y- glicidoxipropiltrimetoxissilano, ou misturas dos mesmos. Quando presente, a concentração do agente de acoplamento de silano pode ser, com base no peso total da composição de revestimento, a partir de 0,05% em peso a 3% em peso, de 0,1% em peso a 1% em peso, ou de 0,2% em peso a 0,8% em peso.
[48] A composição de revestimento da presente invenção pode ainda compreender água. A concentração de água pode ser, com base no peso total da composição de revestimento, a partir de 30% em peso a 90% em peso, de 40% em peso a 80% em peso, ou de 60% em peso a 70% em peso.
[49] Além dos componentes descritos acima, a composição de revestimento da presente invenção pode ainda compreender qualquer um ou uma combinação dos seguintes aditivos: extensores inorgânicos, pigmentos, tampões, neutralizadores, umectantes, mildiocidas, biocidas, agentes antidescascamento, corantes, agentes de fluidez, antioxidantes, plastificantes, agentes de nivelamento, promotores de adesão, e veículos de moagem. Quando presentes, estes aditivos podem ser combinados em uma quantidade compreendida entre 0,001% em peso a 10% em peso, ou de 0,01% em peso a 2% em peso, com base no peso total da composição de revestimento.
[50] A composição de revestimento da presente invenção pode ser preparada com técnicas conhecidas na técnica de revestimento. A dispersão aquosa da presente invenção e outros componentes na composição de revestimento podem ser misturados em qualquer ordem para proporcionar a composição de revestimento da presente invenção. Qualquer um dos aditivos acima mencionados pode também ser adicionado à composição de revestimento antes ou durante a mistura para formar a composição de revestimento.
[51] A composição de revestimento da presente invenção pode ser aplicada a um substrato por meios estabelecidos, incluindo pincelagem, imersão, rolamento e pulverização. A composição de revestimento é preferencialmente aplicada por pulverização. As técnicas de pulverização padrões e equipamento para pulverização, como spray de ar atomizado, pulverização com ar, pulverização sem ar, pulverização de alto volume e baixa pressão, e pulverização eletrostática como a aplicação eletrostática de campânula, e métodos manuais ou automáticos podem ser utilizados. Após a composição de revestimento da presente invenção ter sido aplicada a um substrato, a composição de revestimento é seca, ou é deixada secar, para formar um filme. A composição de revestimento aplicada pode ser seca, ou ser deixada secar, em temperatura ambiente (21°C a 25°C), ou em uma temperatura elevada, por exemplo, de 35°C a 60°C. A composição de revestimento fornece o filme com uma classificação de resistência ao bloco precoce de C-0 ou superior, e boa resistência química, incluindo um nível de resistência à água de pelo menos 4, um nível de resistência ao álcool 48% de pelo menos 4, e um nível de resistência ao óleo de parafina de, pelo menos, 4, de acordo com o método BS:EN12720: 2009. Em uma modalidade preferida, a composição de revestimento da presente invenção proporciona filmes de revestimento com resistência química acima descrita e resistência de bloco precoce sobre um substrato escuro, por exemplo, um substrato possuindo um espaço de cor da International Commission on Illumination (CEL) L*a*b* de L <40, -1 <a <1, -1 <b <1. Os valores de L, a e b podem ser determinados por um espectrofotômetro BYK Gardner Spectro-Guide Sphere Gloss Color. Em algumas modalidades preferidas, a classificação de resistência de bloco precoce do filme, atinge ainda B-0 ou melhor.
[52] A composição de revestimento da presente invenção pode ser aplicada a, e aderida a vários substratos. Exemplos de substratos adequados incluem madeira, metais, plásticos, espumas, pedras, substratos elastoméricos, vidro, tecidos, concreto, ou substratos cimentícios. A composição de revestimento é adequada para várias aplicações de revestimentos, como revestimentos marinhos e protetores, revestimentos para automóveis, revestimentos de madeira, revestimentos de bobinas, revestimentos de plástico, revestimentos em pó, revestimentos de latas e revestimentos de engenharia civil. A composição de revestimento é particularmente apropriada para revestimentos industriais. A composição de revestimento pode ser usada sozinho, ou em combinação com outros revestimentos para formar revestimentos multicamadas.
EXEMPLOS
[53] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas nos Exemplos seguintes, em que todas as partes e percentagens são em peso a menos que especificado de outra forma.
[54] 2-etilhexil acrilato (“2-EHA”), ácido metacrílico (“MAA”), estireno (“ST”), metil metacrilato (“MMA”), 2-hidroxietil metacrilato (“HEMA”), acetoacetoxietil (met)acrilato (“AAEM”), butil metacrilato (“BMA”), e butil acrilato (“BA”) estão todos disponíveis a partir de Sinoreagent Group, China.
[55] DAAM e di-hidrazida adípica (“ADH”) estão disponíveis a partir de Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.
[56] SIPOMER COPS-3 (“COPS-3”), disponível a partir da Solvay, é um sal de amônio de alil éter fosfato.
[57] SILQUEST A-174 (“A-174”), disponível a partir deMomentive Performance Materials Holdings LLC, é y- metacriloxipropil-trimetoxissilano.
[58] Surfactante POLYSTEP P-12A (“P-12A”), disponível apartir de Stepan, é o sal de amônio de polietileno glicol tridecil éter fosfato, o principal componente do qual tem a estrutura de C13(OCH2CH2)6OPO3(NH4)2.
[59] Butil CELLOSOLVE™ éter glicol, disponível a partir da The Dow Chemical Company, é etileno glicol monobutil éter e usado como um coalescente (CELLOSOLVE é uma marca registrada da The Dow Chemical Company).
[60] DOWANOL™ DPnB éter glicol, disponível a partir da The Dow Chemical Company, é dipropileno glicol n-butil éter e usado como um coalescente (DOWANOL é uma marca registrada da The Dow Chemical Company).
[61] Antiespumante TEGO Airex 902W está disponível a partir de Tego.
[62] Agente umectante BYK-346 está disponível a partir de BYK.
[63] Agente de efeito fosco DEUTERON MK, disponível a partir de Deuteron, é baseado em pó de poliureia e tem um tamanho de partícula D50 de 6,3 micra.
[64] Espessante ACRYSOL RM-8W está disponível a partir da The Dow Chemical Company.
[65] Os seguintes equipamento de análise padrão e métodos são utilizados nos exemplos.Resistência de bloco precoce
[66] A resistência de bloco precoce é medida de acordo com o padrão GB/T 23982-2009.
[67] Um bloco de madeira (7 cm x 5cm) é equilibrado em temperatura ambiente e 50% de umidade durante 7 dias. Uma camada de revestimento é escovada no bloco de madeira em 80-90 gramas por metro quadrado (g/m2) da madeira, curada em temperatura ambiente durante 3 horas, em seguida, polida com lixa. A segunda camada de revestimento é escovada no bloco de madeira a 80-90 g/m2 e curada em temperatura ambiente durante 24 horas. Dois blocos de madeira revestidos são, em seguida, empilhados em conjunto face a face com peso de 1 kg sobre eles e são colocados em um forno a 50°C durante 4 horas. Então, o peso de 1 kg é removido e os dois blocos de madeira empilhados são equilibrados em temperatura ambiente durante 1 hora. Os dois blocos de madeira empilhados são então separados um do outro para avaliar a resistência de bloco precoce.
[68] A classificação da propriedade de resistência de bloco precoce é definida pela força de separação e a área de dano:A: separados sem qualquer força;B: separados por um ligeiro golpe;C: separados por força baixa com as mãosD: separados por força média com as mãos;E: separados por força enorme com as mãos;F: separadas por ferramentasO número significa área de dano:0: nenhum dano; 1: <1%; 2: 1%-5%; 3: 5%-20%; 4: 20%-50%; 5: > 50%A-0 representa o melhor e F-5 é o pior. A resistência de bloco deve ser C-0 ou melhor para ser aceitável.Resistência à água, Resistência ao álcool 48%, e resistência de óleo de parafina
[69] A resistência à água, resistência ao álcool 48%, e resistência ao óleo de parafina de filmes de revestimento são determinadas pelo método BS EN 12720:2009, respectivamente.
[70] Os painéis são preparados por aplicação por escovação de três camadas de revestimentos em 80-90g/m2 sobre a madeira. A madeira é pré-pintada com um corante negro para gerar seus de L, a e b, em uma faixa específica: L <40, -1 <a <1, -1 <b <1 (L, A e B são os valores medidos por um espectrofotômetro BYK Gardner Spectro-Guide Sphere Gloss Color). Após o primeiro revestimento, os painéis são deixados em temperatura ambiente durante 4 horas, em seguida, lixados com lixa. A segunda camada de revestimento é escovada sobre o substrato de madeira e seca em temperatura ambiente durante 4 horas. Após o terceiro revestimento, os painéis são secos em temperatura ambiente durante 4 horas, em seguida colocados em uma estufa a 50°C durante 48 horas antes de realizar o teste de resistência à água, resistência ao álcool, ou resistência ao óleo de parafina descritos abaixo, respectivamente.
[71] Para o teste de resistência à água, o papel filtro tipo disco é primeiro saturado com água. O papel é então colocado sobre os painéis acabados acima e coberto com uma tampa para reduzir a evaporação. Após 24 horas, a tampa é removida. Áreas testadas são limpas com os tecidos faciais umedecidos, e secas em temperatura ambiente para observar o grau de dano. O grau de dano é definido como os seguintes níveis. Quanto maior o nível de classificação, melhor a resistência à água.
[72] Para o ensaio de resistência ao álcool 48%, discos de filtro são saturados com álcool a 48%, em seguida, colocados sobre os painéis acabados acima e cobertos com uma tampa para reduzir a evaporação. Após 1 hora, a tampa é removida. Áreas testadas são limpas com os tecidos faciais umedecidos, e secas em temperatura ambiente para observar o grau de dano. O grau de dano é definido como os seguintes níveis. Quanto maior o nível de classificação, melhor a resistência ao álcool 48%.
[73] Para o ensaio de resistência ao óleo de parafina, óleo de parafina é deixado cair sobre os painéis acabados acima. O óleo de parafina foi removido. Áreas testadas são limpas com os tecidos faciais umedecidos, e secas em temperatura ambiente para observar o grau de dano. O grau de dano é definido como os seguintes níveis. Quanto maior o nível de classificação, melhor a resistência ao óleo de parafina.
[74] 5 - Nenhuma alteração: área de teste indistinguível de arredores adjacentes.
[75] 4 - Alteração pequena: área de teste distinguível de arredores adjacentes, somente quando a fonte de luz é refletida na superfície de teste e é refletida em direção ao olho do observador, por exemplo, descoloração; mudança no brilho e cor; e/ou nenhuma alteração na estrutura de superfície, como inchaço, elevação da fibra, fissuras e/ou a formação de bolhas.
[76] 3 - Alteração moderada: área de teste distinguíveis de arredores adjacentes, visível em várias direções de visualização, por exemplo, descoloração; alteração em brilho e cor; e/ou nenhuma alteração na estrutura de superfície, como inchaço, elevação de fibra, fissuras e/ou a formação de bolhas.
[77] 2 - Alteração significativa: área de teste claramente distinguível de arredores adjacentes, visível em todas as direções de visualização, por exemplo, descoloração; alteração no brilho e cor; e/ou alteração ligeira na estrutura de superfície, como inchaço, elevação da fibra, fissuras e/ou formação de bolhas.
[78] 1 - Alteração forte: a estrutura da superfície estando nitidamente alterada e/ou descoloração, mudanças no brilho e cor, e/ou o material de superfície sendo totalmente ou parcialmente removido, e/ou o papel de filtro aderindo à superfície.
[79] Boa resistência química exige a resistência à água, resistência ao álcool 48% e resistência ao óleo de parafina todas sendo de 4 ou mais.
Brilho
[80] O brilho dos filmes de revestimento é medido de acordo com o método ASTM D523 usando um medidor BYK Micro-tri-Gloss.
Exemplo (Ex) 1 Dispersão Aquosa
[81] Emulsão de monômero 1 e Emulsão de monômero 2 foram preparadas com base em formulações descritas na Tabela 1.
[82] Preparação da Emulsão de monômero 1: surfactante POLYSTEP P-12A (15,98 gramas, 24,66% em peso de sólidos) foi dissolvido em água deionizada (222,38 g) com agitação. Em seguida, 2-EHA (334,82 g), MMA (147,78 g), ST (147,78 g), HEMA (13,10 g), MAA (13,3 g) e A-174 (1,97 g) foram lentamente adicionados à solução de surfactante resultante para se obter a Emulsão de monômero 1.
[83] Preparação da Emulsão de monômero 2: surfactante POLYSTEP P-12A (15,98 g, 24,66% em peso de sólidos) foi dissolvido em água deionizada (189,8 g) com agitação. Em seguida, 2-EHA (163,48 g), MMA (228,88 g), ST (228,88g), DAAM (19,7 g), e MAA (13,1 g) foram adicionados à solução de surfactante resultante para se obter a Emulsão de monômero 2.
[84] Uma solução contendo surfactante POLYSTEP P-12A (26,52 g, 24,66% em peso de sólidos), SIPOMER COPS-3 (32,80 g, 40% em peso de sólidos) e de água deionizada (773,88 g) foram adicionados em um frasco de fundo redondo de 5 litros com 4 pescoços equipado com um termopar, um condensador de resfriamento e um agitador, e foi aquecida a 85°C sob atmosfera de nitrogênio. Uma solução aquosa de carbonato de sódio (2,0 g de carbonato de sódio em 56 g de água deionizada), uma solução aquosa de iniciador persulfato de amônio (APS) (2,0 g de APS em 22 g de água deionizada), e 4,7% em peso de Emulsão de monômero 1 obtida acima foram então adicionadas ao balão. Dentro de cerca de 5 minutos, o início da polimerização foi confirmado por um aumento de temperatura de 6°C e uma alteração da aparência externa da mistura de reação. Depois de interrompida a geração de calor, a emulsão de monômero 1 restante foi gradualmente adicionada ao frasco durante um período de 90 minutos com agitação, e a temperatura foi mantida a 79-81°C. A Emulsão de monômero 2 obtida acima foi então adicionada ao frasco da mesma maneira como uma emulsão de monômero durante 90 minutos. Ao completar adição, a mistura de reação foi mantida a 70°C durante 60 minutos, depois resfriada até 50°C e neutralizada para um valor de pH de 7,0-8,0 por uma solução aquosa a 30% de solução de amônia. A mistura obtida foi mantida a 45-50°C durante 10 minutos. Em seguida, pasta de ADH (40% ativa em água) foi pós- adicionado ao frasco durante 10 minutos. A mistura resultante foi resfriada até temperatura ambiente para se obter a dispersão aquosa de polímero.
Exs. 2-6 Dispersões aquosas de polímero
[85] As dispersões aquosas de polímeros de Exs. 2-6 foram preparadas de acordo com o mesmo procedimento como descrito acima para a preparação da dispersão de polímero aquosa do Ex. 1, em que a Emulsão de monômero 1 e a Emulsão de monômero 2 foram preparadas com base em formulações descritas na Tabela 1, respectivamente.
Figure img0008
*Todos os exemplos utilizados 1,1% em peso de surfactantePOLYSTEP P-12A, com base no peso total de monômeros.
Dispersão Aquosa de Polímero Exs. Comparativos (Comp) A-B
[86] As dispersões aquosas de polímeros Comp Exs. A-B foram preparadas de acordo com o mesmo procedimento como descrito acima para a preparação da dispersão de polímero aquosa do Ex 1, em que a Emulsão de monômero 1 e a Emulsão de monômero 2 foram preparadas com base em formulações descritas na Tabela 1. Ex Comp A é substancialmente o mesmo como descrito em US20100240822A1.
[87] As propriedades das dispersões de polímero aquosas obtidas acima foram relatadas na Tabela 2.
Figure img0009
*Tg é calculada pelo método descrito acima.
Exs 7-12 e Exs Comp C-D de Composição de Revestimento
[88] As composições de revestimento de Exs 7-12 e Comp Exs C-D foram elaboradas com base nas formulações descritas na Tabela 3. Os ingredientes apresentados na Tabela 3 (abaixo) foram misturados utilizando um misturador de laboratório convencional. As composições de revestimento obtidas foram revestidas sobre um substrato escuro, e, em seguida, avaliadas de acordo com os métodos de teste descritos acima. As propriedades dos filmes obtidos foram apresentadas na Tabela 4. Todos os filmes de revestimento tiveram um brilho (60°) de 20%.
Figure img0010
Figure img0011
[89] Como mostrado na Tabela 4, a composição de revestimento de Ex Comp C compreendendo a dispersão aquosa do Ex Comp A proporciona filmes de revestimento com fraca resistência inaceitável ao álcool 48%, resistência ao óleo de parafina e resistência de bloco precoce. Quando a proporção em peso de ST/(MMA e MAA) utilizada para a preparação da dispersão aquosa de Ex Comp B foi mais do que 2,0, a composição de revestimento (Ex Comp D) compreendendo tal dispersão aquosa resulta em fraca resistência ao óleo de parafina e a resistência de bloco precoce insatisfatória do filme de revestimento resultante. Em contraste, as composições de revestimento de Exs 7-12 fornecem filmes de revestimento com boa resistência química (classificações de resistência à água, resistência ao álcool 48% e resistência ao óleo de parafina todos apresentam 4 ou mais), assim como classificação de resistência de bloco precoce de C-0 ou melhor.
Figure img0012
Figure img0013

Claims (13)

1. Dispersão aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende:(A) partículas de copolímero, em que o copolímero compreende unidades polimerizadas com base no peso do copolímero,(i) a partir de 0,5% em peso a 2% em peso de um monômero funcional de alil éter fosfato;(ii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um monômero de autorreticulação selecionados de monômeros etilenicamente insaturados não iônicos contendo um grupo acetoacetoxi, um grupo acetoacetamida, ou um grupo de diacetona acrilamida;(iv) a partir de 0,01% em peso a 1,5% em peso de um monômero etilenicamente insaturado tendo pelo menos uma funcionalidade alcoxissilano;(v) a partir de 28% em peso a 46% em peso de um monômero hidrofóbico não iônico de éster (met)acrilato de C6-C22 alquil selecionado a partir de: 2-etilhexil (met)acrilato, ciclo- hexil (met)acrilato, tetradecil (met)acrilato, oleil (met)acrilato, palmitil (met)acrilato, estaril (met)acrilato, decil (met)acrilato, lauril (met)acrilato, e isodecil (met)acrilato; di-hexil succinato e didecil succinato; vinil versatato; ou misturas dos mesmos; e(vi) monômeros etilenicamente insaturados não iônicos compreendendo pelo menos um monômero hidrofóbico selecionado a partir de estireno ou estireno substituído, butil (met)acrilato, iso-butil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos e, pelo menos, um monômero hidrofílico selecionado a partir de metil (met)acrilato, etil acrilato, acrilonitrila, (met)acrilamida, metilol (met)acrilamida, acroleína, polietileno glicol (met)acrilato, ou misturas dos mesmos, excluindo os monômeros (i), (ii), (iii), (iv) e (v); em que a razão em peso do monômero hidrofóbico para o monômero hidrofílico é de 0,5 a 2,0;(B) a partir de 0,3% em peso a 5% em peso de um alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, com base no peso do copolímero; e(C) de 0 a 10% em peso de um composto contendo pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH-, ou uma hidrazida carboxílica polifuncional contendo pelo menos dois grupos hidrazida por molécula, com base no peso do copolímero.
2. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o copolímero compreende como unidades polimerizadas, com base no peso do copolímero,(i) a partir de 0,5% em peso a 1,5% em peso do monômero funcional de alil éter fosfato;(ii) a partir de 0,1% em peso a 5% em peso do monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iii) a partir de 1% em peso a 5% em peso do agente de autorreticulação;(iv) a partir de 0,1% em peso a 1,3% em peso do monômero etilenicamente insaturado tendo pelo menos uma funcionalidade alcoxissilano;(v) a partir de 32% em peso a 40% em peso do monômero hidrofóbico não iônico de éster (met)acrilato de C6-C22 alquil; e(vi) os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados.
3. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado é selecionado a partir de hidroxietil (met)acrilato, hidroxipropil (met)acrilato, hidroxibutil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos.
4. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o agente de autorreticulação é diacetona acrilamida.
5. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o monômero etilenicamente insaturado tendo pelo menos uma funcionalidade alcoxissilano tem a seguinte estrutura:
Figure img0014
em que R5, R6, e R7 cada um é selecionado independentemente a partir do grupo que consiste em um grupo alcoxi e um grupo alquil com a condição de que pelo menos um grupo alcoxi está presente, n é um número inteiro de 0 a 4, e Y é um grupo selecionado entre vinil, metacriloxi, ou misturas dos mesmos.
6. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o monômero etilenicamente insaturado tendo pelo menos uma funcionalidade alcoxissilano é selecionado a partir de vinil trietoxi silano, vinil tris (β-metoxi etoxi)-silano, y- metacriloxi propil trimetoxi silano, ou misturas dos mesmos.
7. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o monômero hidrofóbico não iônico éster (met)acrilato de C6-C22 alquil é 2-etilhexil acrilato.
8. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o monômero funcional de alil éter fosfato tem a seguinte estrutura:
Figure img0015
em que R1 é um grupo de ligação bivalente, x é um número médio variando de 1 a 2, e cada M1 compreende, independentemente, um átomo de hidrogênio ou um contra-íon catiônico.
9. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato compreende um grupo C8 a C18 alquil ligado a uma cadeia de polioxietileno, ou um grupo C8 a C18 alquil substituído no fenol ligado a uma cadeia de polioxietileno, em que a referida cadeia de polioxietileno tem um grau médio de polimerização na faixa de 1 a 20.
10. Dispersão aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a hidrazida carboxílica polifuncional é selecionada a partir de di-hidrazida adípica, di-hidrazida oxálica, di-hidrazida isoftálica, poli-hidrazida poliacrílica, ou misturas dos mesmos.
11. Dispersão aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende:as partículas de copolímero, em que o copolímero compreende como unidades polimerizadas, com base no peso do copolímero,(i) a partir de 0,5% em peso a 1,5% em peso de um monômero funcional de alil éter fosfato;(ii) a partir de 0,1% em peso a 3% em peso do monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iii) a partir de 1% em peso a 3% em peso de diacetona acrilamida;(iv) a partir de 0,1% em peso a 1,3% em peso de um monômero funcional etilenicamente insaturado alcoxissilano tendo a seguinte fórmula:
Figure img0016
em que R5, R6, e R7 cada um é selecionado independentemente a partir do grupo que consiste em um grupo alcoxi e um grupo alquil com a condição de que pelo menos um grupo alcoxi está presente, n é um número inteiro de 0 a 4, e Y é um grupo selecionado entre vinil, metacriloxi, ou misturas dos mesmos;(v) a partir de 32% em peso a 40% em peso de 2-etilhexil acrilato; e(vi) os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados;(vii) a partir de 0,8% em peso a 1,7% em peso de alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, com base no peso do copolímero; e(viii) a partir de 0,5% em peso a 1,5% em peso de di- hidrazida adípica, com base no peso do copolímero.
12. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de que compreende a dispersão aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores.
13. Processo de preparação da dispersão aquosa, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que compreende:(1) formação de partículas de copolímero por polimerização em emulsão a partir de monômeros na presença de 0,3% em peso a 5% em peso de um alquil etoxilado fosfato ou surfactante alquilfenol etoxilado fosfato, em que os monômeros compreendem, com base no peso total dos monômeros:(i) a partir de 0,5% em peso a 2% em peso de um monômero funcional de alil éter fosfato;(ii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um monômero hidroxi-funcional etilenicamente insaturado;(iii) a partir de 0,1% em peso a 10% em peso de um agente de autorreticulação;(iv) a partir de 0,01% em peso a 1,5% em peso de um monômero funcional de alcoxissilano etilenicamente insaturado;(v) a partir de 28% em peso a 46% em peso de um monômero hidrofóbico não iônico de éster (met)acrilato de C6-C22 alquil; e (vi) monômeros não iônicos etilenicamente insaturados compreendendo pelo menos um monômero hidrofóbico e, pelo menos, um monômero hidrofílico, excluindo os monômeros (i), (ii), (iii), (iv) e (v), em que a razão em peso do monômero hidrofóbico para monômero hidrofílico é de 0,5 a 2,0; e(II) adição de 0 a 10% em peso de um composto contendo pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH- ou uma hidrazida carboxílica polifuncional contendo pelo menos dois grupos hidrazida por molécula, com base no peso do copolímero.
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