BR112017012062B1

BR112017012062B1 - Composição de revestimento aquosa e processo de preparar a mesma

Info

Publication number: BR112017012062B1
Application number: BR112017012062-3A
Authority: BR
Inventors: Yan Wu; Yawei Xu; Xiaohong Yang
Original assignee: Dow Global Technologies Llc.
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2022-09-20
Also published as: WO2016095200A1; CN107001844A; EP3234046A4; EP3234046A1; MX2017007115A; US10160875B2; CN107001844B; EP3234046B1; BR112017012062A2; US20170355873A1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO AQUOSA E PROCESSO DE PREPARAR A MESMA. Uma composição de revestimento aquosa que compreende, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa, (a) uma dispersão aquosa de polímero acrílico presente em uma quantidade de 10% a 90% em peso de sólidos; (b) sílica coloidal aniônica presente numa quantidade de 0,1% a 4,3% em peso de sólidos; (c) um solvente presente em uma quantidade de 0,1% a 7% em peso, em que o solvente tem a seguinte estrutura: Rj-(OR 2) n-OH, em que R1 é um grupo hidrocarboneto saturado tendo de 1 a 6 átomos de carbono, R2 é -CH2CH2- ou -CH2CH(CH3)-; e n é um número inteiro de 1 a 4 quando R2 tem a estrutura de - CH2CH2, ou n é um número inteiro de 2 a 4 quando R2 tem a estrutura de -CH2CH(CH3)-; (d) amônia presente numa quantidade de 0,55% a 4,2% em peso; (e) um composto de amina presente numa quantidade inferior a 1,2% em peso; e (f) dióxido de titânio. A composição de revestimento aquosa pode ser capaz de proporcionar filmes de revestimento com propriedades equilibradas de baixo brilho e boa resistência às manchas.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[1] A presente invenção se refere a uma composição de revestimento aquosa e um processo de fabricação da mesma.

INTRODUÇÃO

[2] Filmes de revestimento fosco são filmes de revestimento com baixo brilho, normalmente a um nível inferior a 30 numa escala de Brilho Gardner 60° na indústria de revestimento de madeira. O brilho dos filmes de revestimento está diretamente relacionado com a sua rugosidade da superfície em micro escala. O uso de agentes convencionais para conferir aspecto fosco pode aumentar a rugosidade da superfície em micro escala de filmes de revestimento e diminuir o seu brilho. Para obter baixo brilho, tipicamente, pelo menos, 1-3% em peso de agentes fosqueantes, com base no peso de sólidos das composições de revestimento, são adicionados à composição de revestimento. Tal dosagem elevada de agentes fosqueantes, no entanto, geralmente resulta em resistência às manchas indesejavelmente baixa, como resistência ao café dos filmes de revestimento. Muitas aplicações de revestimentos, particularmente revestimentos de madeira, requerem filmes de revestimento com resistência à mancha suficiente para satisfazer as exigências da indústria. Em particular, é um desafio para revestimentos brancos pigmentados contendo dióxido de titânio (TiO2) satisfazer as exigências da indústria para resistência ao café. Além disso, é sempre desejável para composições de revestimento terem um baixo teor de compostos orgânicos voláteis (VOC), por exemplo, não mais do que 70 gramas de VOC por litro da composição de revestimento de acordo com as normas nacionais ou internacionais, como o método HJ 2537-2014.

[3] Portanto, é desejável proporcionar uma composição de revestimento de baixo VOC que proporcione filmes de revestimento com propriedades equilibradas de baixo brilho e boa resistência à mancha descritas acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[4] A presente invenção fornece uma composição de revestimento aquosa nova com um baixo teor de VOC, que proporciona filmes de revestimento com baixo brilho e boa resistência às manchas. Tal composição de revestimento aquosa é uma nova combinação de uma dispersão aquosa de polímero acrílico, sílica coloidal aniônico, um solvente específico, amônia e dióxido de titânio. A composição de revestimento, sem o uso de agentes fosqueantes convencionais, proporciona filmes de revestimento brancos com um nível de brilho de 20 ou inferior em uma cartela de vinil ou 30 ou mais baixo na madeira numa escala de brilho Gardner 60° e boa resistência ao café indicados por ambos valores delta b e delta E inferiores a 2,0, de acordo com os métodos de teste descritos na seção de Exemplos. Além disso, a composição de revestimento da presente invenção também fornece filmes de revestimento com melhor resistência às manchas e ao vinagre e à tinta do que as composições de revestimento que contêm agentes fosqueantes convencionais.

[5] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é uma composição de revestimento aquosa que compreende, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa, (a) uma dispersão aquosa de polímero acrílico presente em uma quantidade de a partir de 10% até 90% em peso de sólidos; (b) sílica coloidal aniônica presente numa quantidade de a partir de 0,1% até 4,3% em peso de sólidos; (c) um solvente presente em uma quantidade de a partir de 0,1% até 7% em peso, em que o solvente tem a seguinte fórmula:

em que R1 é um grupo hidrocarboneto saturado tendo de 1 a 6 átomos de carbono;

; e n é um número inteiro de 1 a 4 quando R2 tem a estrutura de

, ou n é um número inteiro de 2 a 4 quando R2 tem a estrutura de

; (d) amônia presente numa quantidade de a partir de 0,55% até 4,2% em peso; (e) um composto de amina presente numa quantidade inferior a 1,2% por peso; e (f) dióxido de titânio.

[6] Num segundo aspecto, a presente invenção é uma composição de revestimento aquosa que compreende, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa, (a) uma dispersão aquosa de polímero acrílico presente em uma quantidade de a partir de 20% até 80% em peso de sólidos; (b) sílica coloidal aniônica presente numa quantidade de a partir de 1% até 3,5% em peso de sólidos; (c) um solvente presente em uma quantidade de a partir de 1% até 6% em peso, em que o solvente tem a seguinte fórmula:

em que R1 é um grupo hidrocarboneto saturado tendo de 1 até 6 átomos de carbono;

; e n é um número inteiro de 1 a 4 quando R 2 tem a estrutura de

, ou n é um número inteiro de 2 a 4 quando R2 tem a estrutura de

; (d) amônia presente numa quantidade de 1% até 3% por peso; (e) um composto de amina presente numa quantidade inferior a 1% por peso; e (f) dióxido de titânio.

[7] Num terceiro aspecto, a presente invenção é um processo de preparação da composição de revestimento aquosa do primeiro ou segundo aspecto. O processo compreende misturar: (a) a dispersão aquosa de polímero acrílico, (b) a sílica coloidal aniônica, (c) o solvente, (d) amônia, (e) o composto de amina e (f) o dióxido de titânio.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[8] “Acrílico” aqui inclui ácido (met)acrílico, (met) alquil acrilato, (met)acrilamida, (met)acrilonitrila e suas formas modificadas, como (met) hidroxialquil acrilato.

[9] Os valores de temperatura de transição vítrea (“Tg”) aqui utilizados são aqueles calculados utilizando a equação de Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, No. 3, página 123 (1956)). Por exemplo, para calcular a Tg de um copolímero de monômeros M1 e M2,

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

[10] A dispersão aquosa de polímero acrílico útil na presente invenção compreende partículas de copolímero de emulsão acrílica. O copolímero de emulsão acrílica pode compreender, como unidades copolimerizadas, um ou mais monômeros não iônicos etilenicamente insaturados. “Monômeros não iônicos” referem-se aqui aos monômeros que não suportaram uma carga iônica entre pH = 1-14. Exemplos de monômeros não iônicos etilenicamente insaturados adequados incluem os monômeros éster(met)acrílico, como metil acrilato, etil acrilato, butil acrilato, 2-etil-hexil acrilato, nonil acrilato, decil acrilato, lauril acrilato, hidroxietil acrilato, hidroxipropil acrilato, metil metacrilato, etil metacrilato, butil metacrilato, nonil metacrilato, isodecil metacrilato, lauril metacrilato, hidroxietil metacrilato, hidroxipropil metacrilato ou suas misturas; e (met)acrilonitrila. Outros monômeros não iônicos adequados podem ser ainda adicionados, por exemplo, estireno e estireno substituído, ou outros monômeros de vinil como vinil acetato, vinil butirato, vinil versatato e outros ésteres de vinil, cloreto de vinil, cloreto de vinilideno ou suas misturas. Em algumas modalidades preferidas, os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados compreendem de 60% até 98% em peso de monômeros de éster (met) acrílico, com base no peso total dos monômeros não iônicos etilenicamente insaturados.

[11] O copolímero de emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero de emulsão acrílica, 70% em peso ou mais do monômero não iônico copolimerizado, 75% em peso ou mais, ou ainda 80% em peso ou mais, e, ainda 99% em peso ou menos, 95% em peso ou menos, ou ainda 90% em peso ou menos.

[12] O copolímero de emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender, como unidades copolimerizadas, um ou mais monômeros aniônicos etilenicamente insaturados. “Monômeros aniônicos etilenicamente insaturados” incluem, por exemplo, ácidos polimerizáveis, anidridos e o íon metálico (por exemplo, Li, Na, K, Ca) e sais de íons de amônio dos mesmos. Exemplos de monômeros aniônicos etilenicamente insaturados polimerizáveis adequados incluem ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, monômeros de ácido fosforoso, como os monômeros de di- hidrogenofosfato, incluindo 2-fosfoetil (met)acrilato, ácido vinil fosfônico e ácido alil fosfônico; ácido fumárico; ácido maleico; monometil itaconato; monometil fumarato; monobutil fumarato; anidrido maleico; ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico; sal de sódio de ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico; sal de amônio de ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propano sulfônico; vinil sulfonato de sódio; sal de sódio de alil éter sulfonato; e suas misturas. Em algumas modalidades preferidas, o ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, 2-fosfoetil metacrilato, ou uma mistura dos mesmos é usada como o monômero aniônico etilenicamente insaturado. O copolímero de emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero de emulsão acrílica, 0,1% em peso ou mais do monômero aniônico etilenicamente insaturado, copolimerizado, 0,5% em peso ou mais, ou mesmo 1% em peso ou mais, e ainda 20% em peso ou menos, 10% em peso ou menos, ou ainda 5% em peso ou menos.

[13] O copolímero de emulsão acrílica útil na presente invenção pode ainda compreender, como unidades copolimerizadas, um ou mais monômeros etilenicamente insaturados com um ou mais grupos funcionais como agentes de autorreticulação. Os grupos funcionais podem ser selecionados de entre carbonil, acetoacetato, alcoxissilano, ureído, amida, imida, grupo amino, ou misturas dos mesmos. Exemplos de monômeros 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 (I):

em que R1 é H ou metil, ou combinações dos mesmos. De um modo preferido, um monômero etilenicamente insaturado contendo um grupo carbonil como DAAM ou acetoacetoxietil (met)acrilato é usado como o agente de autorreticulação. O copolímero de emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender, com base no peso do copolímero de emulsão acrílica, 0,1% em peso ou mais do monômero etilenicamente insaturado contendo grupo funcional copolimerizado, 0,5% em peso ou mais, ou ainda 1% em peso ou mais, e ainda 20% em peso ou menos, 10% em peso ou menos, ou ainda 5% em peso ou menos.

[14] A dispersão aquosa de polímero acrílico útil na presente invenção pode ainda compreender um ou mais compostos que contêm pelo menos duas funcionalidades -NH2 ou -NH-, ou hidrazida carboxílica polifuncional como agentes de reticulação. Exemplos de agentes de reticulação adequados incluem di-hidrazida adípica, di- hidrazida sebácica, poli-hidrazida, ou misturas das mesmas. Preferencialmente, a hidrazida carboxílica polifuncional é di-hidrazida adípica. Em algumas modalidades, a dispersão aquosa de polímero acrílico compreende di-hidrazida adípica quando o copolímero compreende as unidades polimerizadas de DAAM. Quando presente, a concentração do agente de reticulação pode ser, com base no peso de sólidos do polímero em emulsão aquosa, 0,05% em peso ou mais, 0,2% em peso ou mais, ou ainda 0,5% em peso ou mais, e ao mesmo tempo 10% em peso ou menos, 5% em peso ou menos, 2% em peso ou menos, ou ainda 1% em peso ou menos.

[15] Em algumas modalidades, o copolímero de emulsão acrílica útil na presente invenção pode ser um polímero de vários estágios. O polímero de vários estágios pode compreender: (A) um polímero A que compreende, como unidades polimerizadas, com base no peso do polímero A, (a1) de 75% até 92% em peso de um éster alquil de ácido (met)acrílico tendo um grupo C1 a C2 alquil, incluindo, por exemplo, metil (met)acrilato, etil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos; (a2) de 2,1% até 10% em peso do agente de autorreticulação descrito acima, incluindo, por exemplo, o monômero funcional contendo carbonil como DAAM; e (a3) de 5% até 15% em peso de um monômero ácido compreendendo de 4% até 14% em peso de um ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado incluindo, por exemplo, ácido (met)acrílico, ácido itacólico, ácido fumárico, ou misturas dos mesmos; e de 1% até 9% em peso de um monômero ácido contendo fósforo incluindo, por exemplo, fosfoalquil (met)acrilatos, como fosfoetil (met)acrilato, fosfopropil (met)acrilato, fosfobutil (met)acrilato, sais dos mesmos, ou misturas dos mesmos; e (B) um polímero B que compreende, como unidades polimerizadas, com base no peso do polímero B, (b1) de 81% até 99% em peso de um monômero hidrofóbico selecionado a partir de um monômero vinil aromático incluindo, por exemplo, estireno ou estireno substituído; um éster alquil de ácido (met)acrílico hidrofóbico incluindo, por exemplo, butil (met)acrilato, iso-butil (met)acrilato, 2-etil-hexil acrilato, lauril (met)acrilato, ou estearil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos; (b2) de 0,8% até 10% em peso de agente de autorreticulação descrito acima, incluindo, por exemplo, o monômero funcional como DAAM contendo carbonil; e (b3) de 0 a 15% em peso de um monômero hidrofílico, incluindo, por exemplo metil (met)acrilato, etil (met)acrilato, ou misturas dos mesmos.

[16] Monômero “hidrofóbico” aqui se refere a um monômero que tem um valor Hansch > 2,20. Monômero “hidrofílico” aqui se refere a um monômero que tem um valor Hansch <2,20, os valores de Hansch podem ser determinados pelo método descrito por A.J. Leo em Chem. Rev., 93(4): 1281-1306 (1993). O polímero A pode ter um peso molecular ponderal médio (Mn) da a partir de 3000 até 100.000. O polímero B pode ter uma “Tg” pelo menos 40°C inferior à do polímero A. A proporção em peso do polímero A para o polímero B pode ser de 25:75 até 50:50.

[17] Mn aqui descrito pode ser determinado por análise de Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) ou calculado como se segue,

, em que W(monômero) é o peso total dos monômeros utilizados na preparação do polímero A, W(CTA) é o peso total do agente de transferência de cadeia utilizado na preparação do polímero A e Mol(CTA) é o total de mols do agente de transferência de cadeia utilizado na preparação do polímero A.

[18] A dispersão aquosa de polímero acrílico útil na 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. Polimerização em emulsão é um processo preferido. As técnicas de polimerização em emulsão para a preparação da dispersão aquosa das partículas de copolímero são bem conhecidas nas técnicas de polímero e incluem processos de polimerização em vários estágios. Em algumas modalidades, a dispersão aquosa de polímero acrílico é preparada por uma polimerização de radical livre de vários estágios na qual, pelo menos, dois estágios são formados sequencialmente, o que geralmente resulta na formação de pelo menos duas composições de polímeros.

[19] Para cada monômero, a concentração do monômero com base no peso total de monômeros utilizados na preparação da dispersão de polímero acrílico é substancialmente a mesma que a concentração de tal monômero copolimerizado com base no peso total do copolímero. A dispersão aquosa de polímero acrílico pode ser preparada por polimerização em emulsão a partir de monômeros descritos acima, na presença de um surfactante. Esses surfactantes podem incluir emulsionantes aniônicos e/ou não iônicos, por exemplo, surfactantes alquil etoxilado fosfato ou alquilfenol etoxilado fosfato; sais de metais alcalinos ou de amônio de alquil, aril, ou alquilaril, sulfatos, sulfonatos ou fosfatos; ácidos alquil sulfônicos, sais de sulfosuccinato, ácidos graxos; monômeros de surfactantes etilenicamente insaturados; e álcoois ou fenóis etoxilados. A quantidade de surfactante utilizado é geralmente de 0,1% até 6% em peso, com base no peso total de monômeros. Em algumas modalidades preferidas, o surfactante alquil etoxilado fosfato ou alquilfenol etoxilado fosfato é utilizado. 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 entre 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 adicionado em uma ou mais adições ou continuamente, de forma linear ou não linear, ao longo do período de reação, ou suas combinações. O surfactante pode ser adicionado antes ou durante a polimerização dos monômeros, ou combinações dos mesmos. Uma porção do surfactante pode também ser adicionada depois da polimerização. Em algumas modalidades, o processo de preparação da dispersão aquosa de polímero acrílico ainda inclui adicionar o composto que contém, pelo menos, duas funcionalidades NH2 ou -NH- ou hidrazida carboxílica polifuncional depois da polimerização.

[20] 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 de metais alcalinos, perborato de sódio, ácido perfosfórico e os sais dos mesmos; permanganato de potássio e sais de amônio ou de metal alcalino de ácido peroxidisulfúrico. Os iniciadores de radicais livres podem ser utilizados tipicamente a um nível de 0,01 a 3,0% em peso, com base no peso total de monômeros.

[21] Sistemas redox compreendendo os iniciadores descritos acima juntamente com um agente redutor adequado podem ser utilizados no processo de polimerização em emulsão. Exemplos de agentes redutores adequados incluem formaldeído sulfoxilato de sódio, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, sais de metal alcalino e de amônio de ácidos contendo enxofre, tal como sulfito de sódio, bissulfito, tiossulfato, hidrossulfito, sulfeto, hidrossulfeto ou ditionito, ácido formadinesulfínico, ácido hidroximetanossulfônico, acetona bissulfito, ácido glicólico, ácido glioxílico hidratado, ácido láctico, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico e sais dos ácidos anteriores. Sais de metais de ferro, cobre, manganês, prata, platina, vanádio, níquel, cromo, paládio, ou de cobalto que catalisam a reação redox podem ser usados. Agentes quelantes para os metais podem ser opcionalmente utilizados.

[22] No processo de polimerização em emulsão, podem também ser utilizados um ou mais agentes de transferência de cadeia. Exemplos de agentes de transferência de cadeia adequados incluem ácido 3-mercaptopropiônico, dodecil mercaptano, metil 3- mercaptopropionato, butil 3-mercaptopropionato, benzenotiol, alquil mercaptano azelaico, ou misturas dos mesmos. O agente de transferência de composição pode ser utilizado numa quantidade eficaz para controlar o peso molecular do copolímero de emulsão acrílica obtido. Por exemplo, a concentração do agente de transferência de cadeia pode ser, com base no peso total de monômeros, a partir de 0,01% até 5% em peso, de 0,05% até 3% em peso, ou de 0,1% até 2% em peso.

[23] No processo de polimerização em emulsão, bases orgânicas e/ou bases inorgânicas também podem ser utilizadas como neutralizantes. As bases adequadas incluem amônia, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, óxido de zinco, mono-etanolamina, trietilamina, dietilamina, dimetilamina, borato de sódio, borato de potássio, hidróxido de alumínio, ou as suas combinações.

[24] A dispersão aquosa de polímero acrílico útil na presente invenção pode conter sólidos presentes de 30% até 70%, em peso, de 35% até 60% em peso, ou de 40% até 50% em peso, com base no peso total da dispersão aquosa de polímero acrílico. As dispersões aquosas de polímero acrílico comercialmente disponíveis adequadas incluem, por exemplo, dispersão aquosa de polímero ROSHIELDTM 3311 disponível a partir de The Dow Chemical Company (ROSHIELD é uma marca registrada da The Dow Chemical Company).

[25] Os tipos e níveis dos monômeros descritos acima podem ser escolhidos para proporcionar o copolímero de emulsão acrílica com a Tg apropriada para diferentes aplicações. A Tg do copolímero de emulsão acrílica pode estar na faixa de a partir de -35°C a 70°C, a partir de -20°C até 60°C, ou a partir de -10°C a 45°C.

[26] A dispersão aquosa de polímero acrílico na composição de revestimento da presente invenção pode estar presente, em peso de sólidos com base no peso total da composição de revestimento, numa quantidade de 10% ou mais, 20% ou mais, ou ainda 30% ou mais, e ao mesmo tempo 90% ou menos, 75% ou menos, ou ainda 60% ou menos.

[27] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender ainda sílica coloidal aniônica. “Sílica coloidal aniônica” se refere a uma dispersão de partículas de dióxido de silício amorfo aniônico (SiO2), que são tipicamente dispersas em água, adequadamente, na presença de cátions de estabilização como K+; Na+; Li+; NH4+; cátions orgânicos; aminas primárias, secundárias, terciárias e quaternárias; e misturas dos mesmos. A superfície da sílica coloidal aniônica é composta principalmente de grupos hidroxil com a fórmula de Si-OH. Outros grupos também podem existir, incluindo, por exemplo, silanodiol (-Si-(OH)2), silanotriol (-Si(OH)3), siloxanos (-Si-O-Si-O-) de superfície e água ligada à superfície. A sílica coloidal aniônica tem geralmente um valor de pH >7,5, >8, >8,5, ou ainda 9 ou mais, e ainda 11,5 ou menos, ou ainda 11 ou menos.

[28] A sílica coloidal aniônica pode ser, por exemplo, derivada de sílica precipitada, sílica fumada, sílica pirogênica ou géis de sílica e misturas das mesmas. Partículas de sílica na sílica coloidal aniônica podem ser modificadas e podem conter outros elementos, como aminas, alumínio e/ou boro. Partículas de sílica coloidal modificadas por boro podem incluir aquelas descritas em, por exemplo, Patente US 2.630.410. Sílica coloidal modificada com alumínio pode ter um teor de óxido de alumínio (Al2O3) a partir de cerca de 0,05% até 3% em peso e de preferência de 0,1% até 2% em peso, com base no peso total de sólidos da sílica coloidal aniônica. O procedimento de preparação da sílica coloidal modificada com alumínio é adicionalmente descrito em, por exemplo, “The Chemistry of Silica”, por Iler, K. Ralph, páginas 407-409, John Wiley & Sons (1979) e na Patente US 5.368.833.

[29] O teor de sílica da sílica coloidal aniônica pode estar presente, baseado no peso da sílica coloidal aniônica, de 10% até 80%, em peso, de 12% até 70% em peso, ou de 15% até 60% em peso.

[30] As partículas de sílica na sílica coloidal aniônica podem ter um diâmetro médio de partícula variando entre cerca de 2 a cerca de 100 nanômetros (nm), a partir de cerca de 3 a cerca de 80 nm, a partir de cerca de 4 a cerca de 50 nm, ou a partir de cerca de 5 a cerca de 40 nm. As partículas de sílica na sílica coloidal aniônica podem ter uma área superficial específica de 20 a 800 metros quadrados por grama (m2/g), 30-750 m2/g, ou 50-700 m2/g. O tamanho de partícula e área superficial específica das partículas de sílica podem ser medidos por métodos descritos na seção de Exemplos abaixo.

[31] A sílica coloidal aniônica na composição aquosa de revestimento pode estar presente, em peso de sólidos com base no peso total da composição de revestimento aquosa, em uma quantidade de 0,1% ou mais, 0,5% ou mais, ou ainda 1% ou mais e, ao mesmo tempo, 4,3% ou menos, 3,5% ou menos, ou ainda 2,5% ou menos. A sílica coloidal aniônica disponível comercialmente adequada inclui, por exemplo, sílica coloidal BINDZILTM 215, BINDZIL 2040 e BINDZIL 40130, todas disponíveis a partir de Akzo Nobel; sílica coloidal LUDOXTM AS-40 disponível de Grace; ou as misturas das mesmas.

[32] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais solventes tendo a seguinte estrutura:

em que R1 é um grupo hidrocarboneto saturado tendo de 1 a 6 átomos de carbono,

; e n é um número inteiro de 1 a 4 quando R2 tem a estrutura de

, ou n é um número inteiro de 2 a 4 quando R2 tem a estrutura de

. R 1 tem a estrutura de

, em que m é um número inteiro de 1 a 6 e de preferência entre 1 e 4.

[33] Exemplos de solventes adequados incluem éter monobutílico de etileno glicol, éter mono-hexílico de etileno glicol, éter metílico de dietileno glicol, éter monobutílico de dietileno glicol, éter n-butílico de dipropileno glicol, éter n- propílico de dipropileno glicol, éter metílico de dipropileno glicol, ou misturas dos mesmos. Em algumas modalidades preferidas, éter n-butílico de dipropileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol, éter monobutílico de dietileno glicol, éter metílico de dietileno glicol, ou uma mistura dos mesmos é usado como o solvente. A concentração do solvente pode estar, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa, presente numa quantidade de 0,1% em peso ou mais, 1% em peso ou mais, ou ainda de 2% em peso ou mais e, ao mesmo tempo, 7% em peso ou menos, 6% em peso ou menos, ou ainda 5% em peso ou menos.

[34] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender amônia. A combinação da amônia com o solvente pode ser utilizada como um promotor para diminuir o brilho dos filmes de revestimento obtidos a partir da composição de revestimento aquosa. A amônia é geralmente adicionada como uma solução aquosa de amônia. A amônia pode estar presente, com base no peso total de sólidos da composição aquosa de revestimento, 0,55% em peso ou mais, 0,60% em peso ou mais, 0,70% em peso ou mais, 1% em peso ou mais, ou ainda 1,2% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 4,2% em peso ou menos, 3% em peso ou menos, ou ainda 2% em peso ou menos.

[35] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender um ou mais compostos de amina que são diferentes de amônia. Os compostos de amina podem compreender monoaminas, diaminas, aminas multifuncionais, aminas de poliéter, ou misturas das mesmas. As monoaminas podem ser selecionadas a partir de alquil monoaminas, beta-hidroxil monoaminas contendo até dois grupos hidroxil, ou misturas dos mesmos. Exemplos de compostos de amina adequados incluem as monoaminas como n-butilamina, 2-amino-2- metil-1-propanol, 2-aminoetanol, 2-metilaminoetanol, octil amina, ciclo-hexilamina, butilamina, N-metiletanolamina (N-MEA), ou 1- aminopropan-2-ol; ou diaminas, como isoforona diamina (IPDA), dimetilaminoetanol (DMEA) ou misturas das mesmas. Quando utilizado, o composto de amina deve estar presente numa quantidade, sem comprometer a resistência ao café dos filmes de revestimento obtidos. A concentração do composto de amina pode ser, por peso com base no peso total da composição de revestimento aquosa, menos do que 1,2%, menos do que 1%, menos do que 0,5%, menos do que 0,4%, ou ainda menos do que 0,2%.

[36] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender dióxido de titânio. A concentração de dióxido de titânio pode ser, por peso com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa, de 25% ou mais, 30% ou mais, ou mesmo 40% ou mais, e ao mesmo tempo 70% ou menos, 60% ou menos, ou ainda 50% ou menos.

[37] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais espessantes, também conhecidas como “modificadores de reologia”. Os espessantes podem incluir álcool polivinílico (PVA), materiais de argila, derivados de ácido, copolímeros de ácido, espessantes associados ao uretano (UAT), poliuretanos de poliéter de ureia (PEUPU), poliuretanos de poliéter (PEPU), ou misturas dos mesmos. Exemplos de agentes espessantes adequados incluem emulsões dilatáveis de álcalis (ASE), como polímeros de ácido acrílico de sódio ou de amônio neutralizados; emulsões dilatáveis de álcalis hidrofobicamente modificados (HASE), como copolímeros de ácido acrílico hidrofobicamente modificados, espessantes associativos, como uretanos etoxilados modificados hidrofobicamente (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-hidroxipropilcelulose. De preferência, o espessante é baseado em HEUR. Quando presente, a concentração do agente espessante é, com base no peso total da composição de revestimento aquosa, em geral, entre 0,05% e 3%, em peso, entre 0,1% e 2% em peso, ou de 0,3% até 1% em peso.

[38] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais agentes umectantes. “Agente umectante” aqui se refere a um aditivo químico que reduz 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, zwiteriônicos ou não iônicos. Quando presente, a concentração do agente umectante pode ser, por peso com base no peso total da composição de revestimento, a partir de 0,1% até 2,5%, de 0,5% até 2%, ou de 1% até 1,5%.

[39] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais agentes antiespuma. “Antiespuma” aqui se refere a um aditivo químico que reduz e impede a formação de espuma. Agentes antiespuma podem ser agentes antiespuma à base de silicone, agentes antiespuma à base de óleo mineral, agentes antiespuma à base de óxido de etileno/ óxido de propileno, os alquil poliacrilatos, ou misturas dos mesmos. Quando presente, a concentração do agente antiespuma pode ser, por peso com base no peso total da composição de revestimento, geralmente a partir de 0,01% até 1%, a partir de 0,05% até 0,8%, ou a partir de 0,1% e 0,5%.

[40] A composição de revestimento aquosa da presente invenção é preferencialmente substancialmente livre de agentes de acoplamento de silano. “Substancialmente livre de agentes de acoplamento de silano” aqui utilizado significa que os agentes de acoplamento de silano não são incorporados na composição de revestimento, mas níveis baixos de agentes de acoplamento de silano podem ser, por exemplo, acidentalmente introduzidos como impurezas em agentes antiespuma, agentes umectantes e dispersantes, adicionados durante a preparação da sílica coloidal aniônica, ou podem ser formados durante a polimerização do polímero de emulsão acrílica aquosa. Em qualquer caso, menos do que 0,3% em peso, com base no peso total da composição de revestimento, de agentes de acoplamento de silano está presente na composição de revestimento. “Agentes de acoplamento de silano” aqui se referem às moléculas com a estrutura de R-Si-(X)3, em que R é selecionado de entre vinil, amino, cloro, epóxi, mercapto, ou combinações dos mesmos; e X é selecionado a partir de metóxi, etóxi ou as combinações dos mesmos. Exemplos de agentes de acoplamento de silano adequados incluem alquil silanos como (3- aminopropil)trietoxissilano, etil trietoxissilano e gama- glicidoxipropiltrimetoxissilano; epoxissilano; ou misturas dos mesmos.

[41] Em algumas modalidades preferidas, a composição de revestimento aquosa da presente invenção é substancialmente livre de agentes fosqueantes. “Substancialmente livre de agentes fosqueantes”, tal como aqui utilizado significa que a composição aquosa de revestimento compreende menos do que 0,1% em peso de agentes fosqueantes, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa. “Agentes fosqueantes” aqui se refere a quaisquer partículas inorgânicas ou orgânicas que proporcionam efeitos foscos. Os agentes fosqueantes podem ser um agente fosqueante de sílica, poliureia, poliacrilato, polietileno, ou politetrafluoroeteno, ou misturas dos mesmos. O agente fosqueante pode estar na forma de pó ou uma emulsão.

[42] Em algumas modalidades preferidas, a composição de revestimento aquosa da presente invenção compreende, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa, (a) a partir de 20% até 80% em peso de sólidos da dispersão aquosa de polímero acrílico; (b) a partir de 1% até 3,5% em peso de sólidos de sílica coloidal aniônica; (c) a partir de 1% até 6% em peso do solvente; (d) a partir de 1% até 3% em peso de amônia; (e) menos do que 1% em peso do composto de amina; e (f) Dióxido de titânio.

[43] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender água. A concentração de água pode ser, por peso com base no peso total da composição de revestimento aquosa, a partir de 30% até 90%, a partir de 40% até 80%, ou a partir de 60% e 70%.

[44] Além dos componentes descritos anteriormente, a composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender qualquer uma ou combinação dos seguintes aditivos: tampões, neutralizantes, dispersantes, umectantes, esporocidas, biocidas, agentes antidescascamento, corantes, agentes de fluxo, antioxidantes, agentes plastificantes, agentes de nivelamento, dispersantes, agentes tixotrópicos, promotores de adesão e veículos de moer. Quando presentes, estes aditivos podem estar presentes numa quantidade combinada de a partir de 0,001% até 10% em peso, ou a partir de 0,01% até 2% em peso, com base no peso total da composição de revestimento aquosa.

[45] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ter não mais do que 70 gramas de VOC por litro de composição aquosa de revestimento (g/L) de acordo com o método HJ 2537-2014.

[46] A composição de revestimento da presente invenção pode ser preparada com técnicas conhecidas na técnica de revestimento. O processo de preparação da composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender misturar o polímero de emulsão acrílica aquosa, TiO2, a sílica coloidal aniônica, o solvente, amônia e água. Outros componentes opcionais podem também ser adicionados como descrito acima. Os componentes da composição de revestimento aquosa podem ser misturados em qualquer ordem para proporcionar a composição de revestimento aquosa da presente invenção. Qualquer um dos componentes opcionais acima mencionados pode também ser adicionado à composição antes ou durante a mistura para formar a composição de revestimento aquosa.

[47] A presente invenção também proporciona um método para conferir baixo brilho e boa resistência ao café para um substrato. O método compreende: formar a composição aquosa de revestimento, aplicar a composição aquosa de revestimento a um substrato e a secar a composição de revestimento aplicada para formar o revestimento. “Alto brilho” significa um nível de brilho de 20 ou menos em uma cartela de vinil ou um nível de brilho de 30 ou menos na madeira numa escala de Brilho de Gardner 60° e “boa resistência ao café” significa ambos os valores db e dE menores do que 2,0; de acordo com os métodos de teste descritos na seção de Exemplos abaixo. O método pode também conferir um substrato de melhor resistência às manchas de vinagre e tinta preta, em comparação com uma composição de revestimento que compreende os agentes fosqueantes convencionais. O revestimento obtido a partir deste, isto é, a película de revestimento após a secagem da composição de revestimento aplicada ao substrato, tem o brilho baixo e boa resistência às manchas. O método para preparar o revestimento pode compreender: formar a composição de revestimento aquosa da presente invenção, aplicar a composição aquosa de revestimento a um substrato e secar, ou deixar secar a composição de revestimento aplicada para formar o revestimento.

[48] O processo de utilização da composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender o seguinte: aplicar a composição aquosa de revestimento a um substrato e secar, ou deixar secar, a composição de revestimento aplicada. A composição de revestimento da presente invenção pode ser aplicada a um substrato por meios estabelecidos, incluindo pincelagem, imersão, laminagem e pulverização. A composição de revestimento é de preferência aplicada por pulverização. As técnicas de pulverização e equipamentos padrões para pulverização, como pulverização atomizada com ar, pulverização com ar, pulverização sem ar, pulverização de alto volume a baixa pressão e pulverização eletrostática tal como a aplicação eletrostática em sino e métodos manuais ou automáticos podem ser utilizadas. Após a composição de revestimento da presente invenção tenha sido aplicada a um substrato, a composição de revestimento pode ser seca, ou ser deixada secar em temperatura ambiente (21-25°C), ou em uma temperatura elevada, por exemplo, a partir de 35°C até 60°C para formar um filme (isto é, revestimento).

[49] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ser aplicada, e adere, aos vários substratos. Exemplos de substratos adequados incluem madeira, metais, plásticos, espumas, pedras, substratos elastoméricos, vidro, tecidos, cimento, ou substratos cimentícios. A composição de revestimento é adequada para várias aplicações de revestimento, como revestimentos marinhos e de proteção, revestimentos para automóveis, revestimentos de madeira, revestimentos de bobinas, revestimentos de plástico, revestimentos em pó, revestimentos de lata e revestimentos de engenharia civil. A composição de revestimento aquosa é particularmente apropriada para revestimentos industriais. A composição de revestimento aquosa pode ser usada sozinha, ou em combinação com outros revestimentos, para formarem revestimentos de múltiplas camadas.

EXEMPLOS

[50] 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. Os materiais seguintes são utilizados nos exemplos:

[51] Metil metacrilato (“MMA”), ácido metacrílico (“MAA”), perssulfato de amônio (“APS”), metil 3-mercaptopropionato (“MMP”), 2-etilhexil acrilato (“EHA”) e estireno (“ST”) estão disponíveis a partir de Sinoreagent Group.

[52] Fosfoetil metacrilato (“PEM”) está disponível a partir da The Dow Chemical Company.

[53] Diacetona acrilamida (“DAAM”) e di-hidrazida adípica (“ADH”) são ambos disponíveis de Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.

[54] Surfactante DISPONILTM Fes-32 (“Fes-32”), disponível a partir da BASF, é um sal de sódio de sulfato de éter de álcool graxo.

[55] AMPTM -95, disponível a partir da The Dow Chemical Company, é 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP é uma marca registrada da The Dow Chemical Company).

[56] OROTANTM 731A, disponível a partir da The Dow Chemical Company, é um ácido policarboxílico de sódio e usado como um dispersante (OROTAN é uma marca registrada da The Dow Chemical Company).

[57] SURFYNOLTM 420, disponível a partir de Air Product, é um agente umectante etoxilado e utilizado como um surfactante.

[58] TEGOTM Airex 902 W (“Airex 902 W”), disponível a partir de Evonik, é uma emulsão de poliéter-siloxano e usado como um agente antiespuma.

[59] ACRYSOL RM-8W é um modificador de reologia de uretano não iônico e disponível a partir da The Dow Chemical Company.

[60] Dióxido de titânio TI-PURETM R-706, disponível a partir de DuPont, tem um tamanho médio de partícula de 0,36 micra e é utilizado como pigmento.

[61] Látex acrílico XY 0504, disponível a partir da The Dow Chemical Company, é autopreparado, como descrito abaixo.

[62] Ligante PRIMALTM U-91, disponível a partir da The Dow Chemical Company, é uma dispersão de poliuretano (PRIMAL é uma marca registrada da The Dow Chemical Company).

[63] Isoforona diamina (“IPDA”) está disponível a partir de BASF.

[64] N-metiletanolamina (“N-MEA”) está disponível a partir de The Dow Chemical Company.

[65] Dimetilaminoetanol (“DMEA”) e uma solução aquosa de amônia são ambos disponíveis a partir de Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[66] Agente fosqueante ACEMATTTM TS-100 (“TS 100”), disponível a partir de Evonik, é a sílica fumada em pó tendo um tamanho médio de partícula de 9,5 micra.

[67] Agente fosqueante DEUTERONTM MK (“MK”), disponível a partir de Deuteron, é baseado em pó de poliureia com um tamanho médio de partícula de 6,3 micra.

[68] A sílica coloidal utilizada nos exemplos é descrita abaixo.

[69] Todos os solventes disponíveis a partir da Dow Chemical Company estão descritos abaixo.

[70] O seguinte equipamento de análise padrão e os métodos são utilizados nos exemplos.

Tamanho médio de partícula e a área superficial específica da sílica coloidal

[71] O tamanho médio de partícula e a área superficial específica da sílica coloidal são determinados de acordo com o método HG/T 2521-2008. Uma grama e meia (1,50) (g) de sílica coloidal é misturada com 100 g de água deionizada em um béquer. O valor de pH da dispersão resultante é ajustado para 3 ~ 3,5 com soluções de HCl ou de NaOH. 30 g de NaCl são ainda adicionados à dispersão obtida, seguido por adição de água deionizada para ajustar o volume para 150 ml de dispersão e para dissolver totalmente NaCl. A dispersão obtida é, em seguida, titulada com uma solução de NaOH padrão (cerca de 0,1 mol/L). A concentração exata do NaOH padrão utilizado no teste é registrada e indicada como c. O volume de solução padrão de NaOH usado para a mudança de pH de 4,00 ~ 9,00 é recodificado e denotado como V.

[72] O tamanho médio de partícula em nanômetros, denotado como D, é determinado por:

[73] A área superficial específica de sílica coloidal, denotado como SA, é determinada por:

Preparação de filmes de revestimento

[74] Quando a madeira é utilizada como um substrato, uma composição de revestimento é escovada sobre a superfície de madeira com uma carga de cerca de 90-110 gramas por metro quadrado (g/m2). Após o primeiro revestimento, o revestimento é deixado em temperatura ambiente (23-25°C) durante 4 horas, e, em seguida, lixado com papel de lixa. A segunda camada de revestimento é, em seguida, escovada sobre o substrato de madeira e seca em temperatura ambiente durante 4 horas. Após o terceiro revestimento, o revestimento é seco em temperatura ambiente durante 4 horas, e, em seguida, colocado num forno a 50°C durante 48 horas antes de realizar testes de brilho, resistência ao café e resistência às manchas de tinta preta ou vinagre descritos abaixo, respectivamente.

[75] Quando uma cartela de vinil é utilizada como um substrato, uma composição de revestimento é aplicada sobre a cartela de vinil por uma puxada com um filme úmido com uma espessura de 120μm. Apenas um revestimento é aplicado. O revestimento aplicado sobre a cartela de vinil é seco em temperatura ambiente durante 4 horas, e, em seguida, colocado num forno a 50°C durante 48 horas antes de realizar o teste de brilho descrito abaixo.

Brilho

[76] O brilho dos filmes de revestimento é medido de acordo com o método ASTM D523 usando um medidor BYK Micro-Tri-Gloss. O brilho sendo 30 ou inferior em madeira ou sendo 20 ou inferior em uma cartela de vinil é aceitável.

Teste de resistência ao café

[77] P ara o ensaio de resistência ao café, papel de filtro tipo disco é primeiro saturado com 4% de café instantâneo (disponível a partir da Nestlé). O papel é então colocado sobre os painéis de madeira acabados acima e coberto com uma tampa para reduzir a evaporação. Após 4 horas, a tampa é removida. Áreas testadas são limpas com tecidos faciais úmidos e secos em temperatura ambiente durante 24 horas antes de medir valores de L, a, b por um espectrofotômetro BYK Gardner Spectro-Guide Sphere Gloss Color de acordo com o método ASTM D2244. Os valores de L2, a2, b2 são medidos nas áreas testadas. Os valores iniciais de L1, a1, b1 são medidos em áreas em branco (isto é, áreas sem tratamento com café). Em seguida, valores de delta b (db) e delta E (dE) são determinados pelas seguintes equações (1) e (2), respectivamente,

[78] Quanto menores os valores de dB e dE melhor a resistência ao café. Valores de db e DE menores do que 2 são aceitáveis.

Resistência às manchas de tinta preta e vinagre

[79] Para o teste de resistência às manchas, papel filtro tipo disco é primeiro saturado com tinta preta e vinagre, respectivamente. O papel é então colocado sobre os painéis de madeira acabados acima e coberto com uma tampa para reduzir a evaporação. Após 2 horas, a tampa é removida. Áreas testadas são limpas com os tecidos faciais úmidos. Após secagem em temperatura ambiente durante 24 horas, os valores de L, a, b (L2, a2, b2) das áreas testadas são medidos por um espectrofotômetro BYK Gardner Spectro-Guide Sphere Glosso Color de acordo com o método ASTM D2244. Valores iniciais de L, a, b (L1, a1, b1) são medidos em áreas em branco (isto é, áreas sem tratamento com tinta preta ou vinagre). Em seguida, valores de dE são determinados pela equação (2) descrita no teste de resistência ao café acima, respectivamente. Quanto menor o valor dE melhor será a resistência à mancha de tinta preta ou vinagre.

Estabilidade de envelhecimento ao calor

[80] Um medidor de Viscosidade Stormer é usado para testar a viscosidade de uma composição de revestimento de acordo com o método ASTM D562. Após a composição de revestimento se formada, uma viscosidade inicial média de cisalhamento, KU inicial, da composição de revestimento é testada em temperatura ambiente, em seguida, a composição de revestimento é equilibrada em temperatura ambiente durante a noite. Em seguida, a viscosidade da composição de revestimento é medida e recodificada como KU durante a noite. A composição de revestimento é então colocada num forno a 50°C durante 1 dia. A viscosidade da composição de revestimento após o armazenamento é testada e gravada como KU Final. A diferença entre KU Durante a noite e KU Final é definida como a alteração da viscosidade, ΔKU. Quanto menor o valor ΔKU, melhor será a estabilidade de envelhecimento ao calor.

Preparação de Dispersão Aquosa de Polímero Acrílico XY 0504

[81] Preparação de Emulsão de monômero 1: surfactante Fes-32 (11,61 gramas (g), 31% ativo) foi dissolvido em água deionizada (DI) (414,20 g) com agitação. Em seguida, MMA (828,29 g), MAA (65,13 g), PEM (30,65 g), DAAM (33,51 g) e MMP (18,86 g) foram adicionados lentamente na solução de surfactante resultante para se obter a emulsão de monômero 1.

[82] Uma solução contendo surfactante Fes-32 (3,87 g, 31% ativo) e água deionizada (1667,4 g) foi adicionado em um frasco de fundo redondo de 5 litros e 4 gargalos 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 APS iniciador (0,88 g de APS em 56,48 g de água deionizada) e 5,0% em peso de Emulsão de monômero 1 acima obtida foram então adicionados ao balão. Dentro de cerca de 5 minutos, o início da polimerização foi confirmado por um aumento da temperatura por 3°C e uma alteração da aparência externa da mistura de reação. Após a geração de calor ter parado, o restante da Emulsão de Monômero 1 foi gradualmente adicionado ao balão durante um período de 60 minutos com agitação e uma solução aquosa de APS iniciador (2,06 g de APS em 131,34 g de água deionizada) foram adicionados gradualmente ao balão ao longo de um período de 70 minutos. A temperatura foi mantida a 8486°C. Depois de a Emulsão de monômero 1 e uma solução de iniciador terem sido completadas, a mistura de reação foi mantida durante 30 min. Uma solução de amônia aquosa (250 g, 12,5% ativo) foi adicionada ao reator ao longo de 15 minutos e mantida durante 20 minutos para dissolver ou parcialmente dissolver o polímero resultante A. A dispersão obtida do polímero A com uma Tg de 105°C tinha 26,89 % em peso de sólidos.

[83] Preparação de Emulsão de Monômero 2: o polímero A obtido acima (488,73 g, 26,89% em peso de sólidos) usado como um agente surfactante foi dissolvido em água deionizada (94,50 g) com agitação. Os monômeros EHA (187,74 g), ST (165,87 g) e DAAM (10,94 g) foram adicionados à solução resultante de surfactante para se obter Emulsão de Monômero 2.

[84] Uma solução contendo o polímero A obtida acima (94,12 g, 26,89% em peso de sólidos) e 74,00 g de água foram adicionadas a um balão de fundo redondo de 3 litros e 4 gargalos equipado com um termopar, um condensador de resfriamento e um agitador e foi aquecida a 89°C sob atmosfera de nitrogênio. Uma solução aquosa de APS iniciador (0,77 g de APS em 13,74 g de água deionizada) e 5% em peso de Emulsão de monômero 2 acima obtida foram então adicionados ao balão. Dentro de cerca de 5 minutos, o início da polimerização foi confirmado por um aumento da temperatura por 6°C e uma alteração da aparência externa da mistura de reação. Após a geração de calor ter parado, o restante Emulsão de Monômero 2 foi adicionado, gradualmente, ao frasco durante um período de 90 minutos com agitação e a solução aquosa de APS iniciador (1,61 g de APS em 49,48 g de água deionizada) foram adicionados gradualmente ao balão ao longo de um período de 100 minutos. A temperatura foi mantida a 84-86°C. Ao completar adição, a mistura de reação foi mantida a 70°C durante 10 minutos. Uma solução aquosa de FeSO4.7H2O (0,40 g, 0,2% ativo) e o sal dissódio de ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) (0,08 g, 1,0% ativo) em 10 mL de água deionizada foram carregados para o balão. Em seguida, uma solução aquosa de hidroperóxido de tert-butil (t-BHP) (9,5 g, 3,68% ativa) e de ácido isoascórbico (IAA) (9,26 g, 2,81% ativo) foi introduzida no balão durante 30 minutos, seguido por resfriamento até 40°C. A suspensão de ADH (10,41 g em 30,00 g de água DI) foi ainda adicionada a 40°C ao longo de 10 minutos e mantida durante 20 minutos. A dispersão resultante foi resfriada até temperatura ambiente e filtrada para se obter a dispersão aquosa do polímero acrílico XY 0504 (pH: 9,36 e de sólidos: 42,85% em peso).

Exemplos (Exs) 1-10 e Exs comparativos (Comp) A-Q

[85] As composições de revestimento de Exs 1-10 e Exs Comp A- Q foram preparadas com base nas formulações descritas nas Tabelas 1, 3 e 5. Os ingredientes moídos foram misturados utilizando um misturador de laboratório convencional. O ligante foi adicionado ao moído. Em seguida, outros ingredientes de extração foram adicionados na mistura resultante. As composições de revestimento obtidas foram revestidas sobre um substrato e em seguida, avaliadas de acordo com os métodos de teste descritos acima. As propriedades dos filmes obtidos foram mostradas nas Tabelas 2, 4 e 6. Tabela 1

[86] A Tabela 2 mostra as propriedades de revestimentos feitos a partir de composições de revestimento de Exs 1-3 e Exs Comp A-D (formulações de revestimento foram descritas na Tabela 1). Como mostrado na Tabela 2, os revestimentos feitos a partir de composições de revestimento de Exs 1-3 alcançaram baixo brilho aceitável (cerca de 27,6 ou inferior em madeira, ou 12,4 em uma cartela de vinil) e uma boa resistência ao café (valores db e dE inferiores a 1,91, indicando menos amarelecimento significativo e mudança de cor após o teste de resistência ao café). Em contraste, os revestimentos que compreendem agentes fosqueantes tradicionais (Exs Comp A e B) mostraram resistência ao café inaceitável (valores db e dE maiores do que 2,6). A composição de revestimento que compreende sílica coloidal LUDOX TMA (Ex Comp C) forneceu revestimentos com efeitos fosqueantes inaceitáveis, como indicado por um Brilho a 60° em uma cartela de vinil de cerca de 30. A composição de revestimento de Ex Comp D compreende sol de sílica maior do que 4,3% em peso, com base no peso de sólidos da composição de revestimento, fornecendo revestimentos com resistência inaceitável ao café. Além disso, a composição de revestimento do Ex 1 forneceu revestimentos com melhor resistência à mancha de vinagre e tinta preta, em comparação com as composições de revestimento que compreendem os agentes fosqueantes convencionais (Exs Comp A e B). Tabela 2

[87] A Tabela 4 fornece o brilho a 60° (em uma cartela de vinil) de revestimentos feitos a partir de composições de revestimento que compreendem solventes diferentes (formulações de revestimento foram descritas na Tabela 3). Como mostrado na Tabela 4, as composições de revestimento que compreendem PMA (Ex Comp E), PnB (Ex Comp F), PnP (Ex Comp G), ou PM (Ex Comp H) todas falharam em proporcionar revestimentos com efeito fosco aceitável, tal como indicado pela um nível de brilho de 54,0 ou superior em uma cartela de vinil. Em contraste, os revestimentos feitos a partir de composições de revestimento de Exs 4-9, todos mostraram um nível de brilho de 19,0 ou inferior em uma cartela de vinil. Tabela 3

Tabela 4

[88] A Tabela 6 mostra as propriedades de revestimentos feitos a partir de composições de revestimento de Ex 10 e Exs Comp I-Q (formulações de revestimento foram descritas na Tabela 5). Como mostrado na Tabela 6, os revestimentos feitos a partir de composições de revestimento compreendendo amônia (Ex 10) mostraram boa resistência ao café com valores db e dE inferiores a 2. Em contraste, as composições de revestimento que compreendem outros compostos de amina e nenhuma amônia (Exs Comp I-L) forneceram revestimentos com resistência ao café inaceitáveis como indicado por valores db e dE superiores a 2.

[89] Composição de revestimento de Ex Comp J, M e N compreendendo AMP 95 maior do que 1,2% em peso, com base no peso de sólidos da composição de revestimento, forneceram revestimentos com resistência ao café inaceitável (valores db e dE superiores a 7,3). A composição de revestimento que compreende, com base no peso de sólidos da composição de revestimento, 0,5% em peso de amônia (Ex Comp O) e 4,0% em peso de amônia (Ex Comp P), respectivamente, forneceram revestimentos com resistência inaceitável ao café.

[90] Algum gel foi observado na composição de revestimento de Ex Comp Q que compreende uma dispersão de poliuretano imediatamente o processo de extração, durante a preparação da composição de revestimento. Depois de apenas 1 dia de calor a 50°C, a viscosidade KU da composição de revestimento de Ex Comp Q aumentou cerca de 18 unidades, em comparação com alteração da viscosidade KU de cerca de 0,3 unidade (ΔKU) da composição de revestimento do Ex 1. Tabela 5

Tabela 6

Ex Comp R

[91] Ex Comp R foi preparado substancialmente como descrito em CN102190936A. Dez gramas de sílica coloidal BINDZIL 2040, 0,5 g de epóxi silano funcional SILQUESTTM A-187 disponível a partir da Momentive Performance Materials Holdings LLC. e 3 g de DB foram misturados com um dispersor de alta velocidade, em temperatura ambiente. A composição resultante mostrou muitas partículas grit visíveis após o armazenamento em temperatura ambiente durante apenas 30 minutos e não foi adequada para aplicações de revestimento.

Claims

1. Composição de revestimento aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende, com base no peso total de sólidos da composição de revestimento aquosa: (a) uma dispersão aquosa de polímero acrílico presente em uma quantidade de a partir de 10% até 90% em peso de sólidos; (b) dispersão de sílica coloidal aniônica presente numa quantidade de a partir de 0,1% até 4,3% em peso de sólidos; (c) um solvente presente em uma quantidade de a partir de 0,1% até 7% em peso, em que o solvente tem a seguinte estrutura:

; e n é um número inteiro de 1 a 4 quando R2 tem a estrutura de

, ou n é um número inteiro de 2 a 4 quando R2 tem a estrutura de

; (d) amônia presente numa quantidade de a partir de 0,55% até 4,2% em peso; (e) um composto de amina presente numa quantidade inferior a 1,2% em peso; e (f) dióxido de titânio, em que é livre de agentes de acoplamento de silano.

2. Composição de revestimento aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a sílica coloidal aniônica tem um valor de pH > 8,5.

3. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a sílica coloidal aniônica está presente numa quantidade de a partir de 1% até 3,5% em peso de sólidos.

4. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as partículas de sílica na sílica coloidal aniônica têm uma área superficial específica de 20 a 800 m2/g.

5. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a amônia está presente numa quantidade de entre 1% e 3% em peso.

6. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o solvente é selecionado a partir de éter monobutílico de etileno glicol, éter mono-hexílico de etileno glicol, éter metílico de dietileno glicol, éter monobutílico de dietileno glicol, éter n-butílico de dipropileno glicol, éter n-propílico de dipropileno glicol, éter metílico de dipropileno glicol, ou misturas dos mesmos.

7. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o solvente está presente numa quantidade de 1% até 6% em peso.

8. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o polímero acrílico tem uma temperatura de transição vítrea de a partir de 0°C a 60°C.

9. Composição de revestimento aquosa, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição aquosa de revestimento após secagem apresenta um nível de brilho de não mais do que 20 em uma cartela de vinil ou não mais do que 30 em madeira em uma escala de Brilho de Gardner a 60° e ambos valores delta b e delta E menores do que 2,0.

10. Processo de preparação da composição de revestimento aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende a mistura de: (a) a dispersão aquosa de polímero acrílico, (b) a sílica coloidal aniônica, (c) o solvente, (d) amônia, (e) o composto de amina e (f) dióxido de titânio.