BR112017012066B1 - Mistura de polímero, artigo de multicamadas, e, método para preparar um artigo de multicamadas - Google Patents

Mistura de polímero, artigo de multicamadas, e, método para preparar um artigo de multicamadas Download PDF

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Abstract

são divulgados uma mistura tendo tempo de secagem rápido, um artigo de multicamadas compreendendo pelo menos uma camada da mistura de polímero seca e tendo boas propriedades mecânicas e um método de preparação do artigo de multicamadas.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a uma mistura de polímeros e a um artigo de multicamadas compreendendo pelo menos uma camada da mistura de polímeros que foi seca e um método para preparar o artigo de multicamadas.
INTRODUÇÃO
[002] As superfícies sintéticas de pistas esportivas, tais como superfícies de pista de corrida, são tipicamente feitas de uma mistura de polímeros de sistemas de borracha e aglutinante. As superfícies sintéticas de pistas esportivas no mercado incluem tipicamente os tipos permeável à água e impermeável à água. Entre eles, superfícies de pistas esportivas impermeáveis à água são normalmente utilizadas em campos esportivos para competição profissional e/ou em áreas frias.
[003] As superfícies de pista esportivas feitas de aglutinantes convencionais de poliuretano de dois componentes são dominantes no mercado devido à sua flexibilidade satisfatória, resistência ao desgaste, propriedades antiderrapantes e fácil manutenção. Estes aglutinantes convencionais de poliuretano de dois componentes compreendem usualmente di-isocianato de tolueno (TDI) ou di-isocianato de metilenodifenil, solventes orgânicos e/ou catalisadores contendo metais pesados, que podem ser tóxicos ou prejudiciais ao ambiente.
[004] Em comparação com os aglutinantes de poliuretano de dois componentes convencionais, os aglutinantes de látex acrílico têm muito menos preocupações ambientais. Aglutinantes de látex acrílico são amplamente utilizados na preparação das superfícies dos campos de tênis para preparar pistas de passagem permeáveis à água, cujas superfícies têm tipicamente uma espessura de >13 milímetros (mm). No entanto, os aglutinantes de látex acrílico são raramente usados em aplicações de pistas de passagem impermeáveis à água. O teor de aglutinantes em pistas de passagem impermeáveis à água é muito mais elevado do que em pistas de passagem permeáveis à água, portanto, existem muito poucas folgas entre as partículas de borracha nas pistas de passagem impermeáveis à água. A água livre em uma matriz de aglutinante à base de água é difícil de secar na área central da camada de base espessa de pistas de passagem impermeáveis à água, resultando em baixa velocidade de secagem inaceitável durante a aplicação ou mesmo desempenho mecânico deficiente.
[005] Portanto, é desejável proporcionar um novo sistema de mistura de polímeros que é adequado para a preparação de superfícies de pista de corrida impermeáveis à água que têm resistência à tração e alongamento à tração suficientes para satisfazer os requisitos padrão, tais como o padrão GB/T 14833-2011.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[006] A presente invenção proporciona uma nova mistura de polímeros de uma composição aquosa de aglutinante compreendendo um ou mais (co)polímeros em emulsão acrílica, um agente de reticulação compreendendo uma composição de isocianato dispersível em água, e um agente espumante; e pó de borracha vulcanizado ou reticulado, o qual é adequado para preparar camadas de base de pista de corrida impermeáveis à água. A mistura de polímero é substancialmente livre de benzeno, tolueno/xileno e TDI. Por exemplo, a concentração de benzeno, tolueno/xileno e TDI é <10 mg por 1 Kg da composição aquosa de aglutinante. A mistura de polímero da presente invenção forma vazios na matriz do(s) (co)polímeros em emulsão acrílica após secagem, por exemplo, a matriz tem um teor de vazios de 5% a 50% ou de 10% a 40%, conforme medido pelo método descrito na seção de Exemplos abaixo. Uma camada formada a partir da mistura de polímero com uma espessura superior a 2 mm, ou mesmo superior a 5 mm, seca a temperatura ambiente (20-25°C) a uma velocidade de secagem aceitável, ou seja, sendo a camada obtida passível de passagem após a aplicação da mistura de polímero a um substrato por cerca de 24 h. Um artigo de multicamadas compreendendo uma camada de base feita a partir da mistura polimérica e uma camada de topo feita a partir de uma composição aquosa de revestimento de topo mostra resistência à tração e alongamento à tração suficientes para atender às necessidades do padrão GB/T 14833-2011 para superfícies de pista de corrida impermeáveis à água (item 4.1.4, página 2). O padrão GB/T 14833-2011 aqui é o padrão nacional para materiais sintéticos de superfícies de pistas que foi publicado pela Administração Geral de Supervisão de Qualidade, Inspeção e Quarentena da República Popular da China (P. R. China) e Administração de Padronização da P. R. China, emitida em 5 de dezembro de 2011, e que entrou em vigor em 1 de maio de 2012. O processo de preparação do artigo de multicamadas da presente invenção é livre de cheiro incômodo e sem riscos de incêndio durante a construção em comparação com aglutinantes de poliuretano com base em solventes. O artigo de multicamadas obtido não contém substancialmente resíduos orgânicos voláteis.
[007] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é uma mistura de polímero compreendendo uma composição aquosa de aglutinante e borracha vulcanizada ou reticulada, em que a composição aquosa de aglutinante compreende: (a) um (co)polímero em emulsão acrílica; (b) um agente de reticulação compreendendo uma composição de isocianato dispersível em água; e (c) um agente espumante; em que a borracha vulcanizada ou reticulada compreende pó de borracha com um tamanho de partícula de peneira inferior a 0,5 mm; e a razão em peso do peso total de sólidos dos (co)polímeros em emulsão acrílica para o peso total da borracha vulcanizada ou reticulada é de 1:4 a 1:0.2.
[008] Em um segundo aspecto, a presente invenção é um artigo de multicamadas compreendendo: (i) uma camada de base de mistura de polímero seca do primeiro aspecto; e (ii) uma camada de topo feita a partir de uma composição aquosa de revestimento de topo compreendendo um (co)polímero em emulsão acrílica e borracha vulcanizada ou reticulada.
[009] Em um terceiro aspecto, a presente invenção é um método de preparação do artigo de multicamadas do segundo aspecto. O método compreende: (1) proporcionar uma mistura de polímeros do primeiro aspecto; (2) aplicar a mistura de polímeros a um substrato; (3) secar e curar a mistura de polímeros para formar uma camada de base; (4) proporcionar a composição de revestimento de topo aquosa; (5) aplicar a composição de revestimento de topo à camada de base; e (6) secar e curar a composição de revestimento de topo para formar uma camada de topo, de modo que a camada de base resida entre o substrato e a camada de topo.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0010] O termo "aquoso" aqui significa água ou uma mistura de água com 50% em peso ou menos de solvente miscível com água, com base no peso da mistura. O termo "acrílico" aqui designado se refere a ácido (met)acrílico, (met)alquil acrilato, (met)acrilamida, (met)acrilonitril e formas modificadas dos mesmos, por exemplo (met)hidroxialquil acrilato. O termo "(met)acrílico" se refere a qualquer um de acrílico, metacrílico e misturas dos mesmos.
[0011] O (co)polímero em emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender um ou mais monômeros não iônicos etilenicamente insaturados copolimerizados. "Monômeros não iônicos" referem-se aqui a monômeros polimerizáveis que não suportam uma carga iônica entre pH = 1-14. Exemplos de monômeros não iônicos etilenicamente insaturados adequados incluem monômeros de éster (met)acrílico, tais como metil acrilato, etil acrilato, butil acrilato, 2- etilhexil acrilato, nonil acrilato, decil acrilato, lauril acrilato, hidroxietil acrilato de, hidroxipropil acrilato, metil metacrilato, etil metacrilato, butil metacrilato, nonil metacrilato, isodecil metacrilato, lauril metacrilato, hidroxietil metacrilato, 1,3- butanodiol dimetacrilato e hidroxipopil metacrilato; acrilamida; (met)acrilonitrila; estireno e estireno substituído; ou misturas dos mesmos. Os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados preferencialmente compreendem monômeros de éster (met)acrilico, ou sua combinação com estireno. Em uma modalidade preferida, os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados compreendem apenas monômeros de éster (met)acrílico. O (co)polímero em emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender, com base no peso de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica, 70% em peso (% em peso) ou mais do monômero não iônico copolimerizado, 75% em peso ou mais, ou mesmo 80% em peso ou mais e, ao mesmo tempo, 99,5% em peso ou menos, 95% em peso ou menos, ou mesmo 90% em peso ou menos.
[0012] O (co)polímero em emulsão acrílica útil na presente invenção também pode compreender um ou mais monômeros etilenicamente insaturados copolimerizados possuindo um ou mais grupos funcionais. Os grupos funcionais podem ser selecionados de carbonil, acetoacetato, alcoxissilano, carboxil, ureido, amida, imida, grupo amino, ou misturas dos mesmos. Preferencialmente, utiliza-se um monômero etilenicamente insaturado com um grupo carbonil, tal como diacetona acrilamida. Exemplos de monômeros etilenicamente insaturados contendo grupos funcionais adequados incluem ácidos carboxílicos ou dicarboxílicos etilenicamente insaturados, tais como ácido acrílico ou metacrílico, ácido itacônico e ácido maleico; amidas e preferencialmente N-alquilolamidas ou ésteres hidroxialquílicos dos ácidos carboxílicos acima mencionados, tais como acrilamida, metacrilamida, N-metilolacrilamida, N-metilolmetacrilamida, 2- hidroxietilacrilamida, 2-hidroxietilmetacrilamida, hidroxietil acrilato, hidroxietil metacrilato, hidroxipropil acrilato e hidroxipropil metacrilato; ou misturas dos mesmos.
[0013] O (co)polímero em emulsão acrílica útil na presente invenção pode compreender, com base no peso de sólidos do (co)polímero de emulsão acrílica, 0,01% em peso ou mais do grupo funcional copolimerizado contendo um monômero etilenicamente insaturado, 0,05% em peso ou mais, ou mesmo 0,1% em peso ou mais e, ao mesmo tempo, 20% em peso ou menos, 10% em peso ou menos, ou mesmo 5% em peso ou menos.
[0014] Em uma modalidade preferida, o (co)polímero em emulsão acrílica compreende, com base no peso de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica, de 70 a 99,5% em peso do monômero não iônico etilenicamente insaturado copolimerizado descrito acima, e de 0,5 a 10% dos monômeros insaturados etilenicamente tendo um ou mais grupos funcionais descritos acima.
[0015] O (co)polímero em emulsão acrílica útil na presente invenção pode ser preparado por técnicas de polimerização bem conhecidas na técnica, tais como polimerização em suspensão ou polimerização em emulsão dos monômeros descritos acima. A polimerização em emulsão é um processo preferido. As técnicas de polimerização em emulsão para preparar a dispersão aquosa das partículas de (co)polímero em emulsão acrílica são bem conhecidas nas técnicas poliméricas e incluem processos de polimerização em múltiplo estágios. Para cada monômero, a concentração do monômero com base no peso total de monômeros usados na preparação de dispersão aquosa do (co)polímero acrílico é substancialmente a mesma como a concentração de tal monômero copolimerizado com base no peso de sólidos do (co)polímero acrílico. A dispersão aquosa do polímero (co)polímero pode ser preparada pela polimerização da emulsão dos monômeros acima descrito na presença de um tensoativo. Os tensoativos preferencialmente possuem um grupo alil. Tensoativos adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, tensoativo TREMTM LF-40 à base de alquil alil sulfossuccinato de sódio disponível na Cognis, ADEKATM emulsionante aniônico reativo Resoap SR-10 disponível na Adeka, tensoativo DEXTROLTM OC-1525 à base de éster de fosfato de amônio nonil fenol etoxilato disponível na Dexter, tensoativo polimerizável aniônico LATEMULTM PD-104 disponível na Kao Chemicals, tensoativo polimerizável aniônico HITENOLTM KH-10 disponível na Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co. Ltd, ou misturas dos mesmos. A quantidade do tensoativo utilizada é normalmente de 0,01 a 10% em peso, de 0,3 a 5% em peso, ou de 0,5 a 2% em peso, com base no peso total de monômeros. O processo de polimerização em emulsão pode ser conduzido na presença de um agente de transferência de cadeia. Exemplos de agentes de transferência de cadeia adequados incluem ácido 3- mercaptopropiônico, dodecil mercaptano, metil 3-mercaptopropionato, benzenotiol, alquilmercaptano azelaico, ou misturas dos mesmos. O agente de transferência de cadeia pode ser utilizado em uma quantidade eficaz para controlar o peso molecular do polímero em emulsão acrílica obtido. Por exemplo, a concentração do agente de transferência de cadeia pode ser, com base no peso total de monômeros, de 0,01 a 5% em peso, de 0,05 a 3% em peso, ou de 0,1 a 2% em peso. Além disso, podem ser utilizados iniciadores de radicais livres no processo de polimerização em emulsão.
[0016] O (co)polímero em emulsão acrílico útil na presente invenção pode estar na forma de uma emulsão. A emulsão pode ter sólidos de 30 a 70% em peso, de 35 a 68% em peso, ou de 40 a 65% em peso, com base no peso total da emulsão.
[0017] Em algumas modalidades, o (co)polímero em emulsão acrílica aquosa é uma mistura de um primeiro (co)polímero em emulsão acrílica com uma Tg de -5°C ou menos, e um segundo (co)polímero em emulsão acrílica com uma Tg de pelo menos 15°C. Os valores de Tg de (co)polímeros em emulsão acrílica aqui utilizados são aqueles calculados utilizando a equação de Fox (T.G. Fox, Bulletin of the American Physical Society, Volume 1, Edição No. 3, página 123 (1956)). Por exemplo, para calcular a Tg de um copolímero de monômeros M1 e M2,
Figure img0001
, 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 M2no copolímero, Tg(M1) 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 sendo 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.
[0018] O primeiro (co)polímero em emulsão acrílica útil na presente invenção pode ter uma Tg de -5°C ou inferior, -6°C ou inferior -8°C ou inferior, ou mesmo -10°C ou inferior, e ao mesmo tempo, -50°C ou superior, -45°C ou superior, ou mesmo -40°C ou superior. As primeiras emulsões de (co)polímero em emulsão acrílica comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, emulsões acrílicas ELASTANE™ 2848NG e RHOPLEX™ EC-2540 ambas disponíveis na The Dow Chemical Company (ELASTENE e RHOPLEX são nomes comerciais da The Dow Chemical Company); ou misturas das mesmas.
[0019] A concentração do primeiro (co)polímero em emulsão acrílica na composição aquosa de aglutinante pode ser, por sólidos com base no peso total de sólidos dos (co)polímeros em emulsão acrílica na composição aquosa de aglutinante 5% em peso ou mais, 10% em peso ou mais, 15% em peso ou mais, ou mesmo 20% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 95% em peso ou menos, 90% em peso ou menos, ou mesmo 80% em peso ou menos.
[0020] O segundo (co)polímero em emulsão acrílica pode ter uma (T)G de pelo menos 15°C, 18°C ou superior, ou mesmo 20°C ou mais, e ao mesmo tempo, 60°C ou menos, 50°C ou menos, ou mesmo 40°C ou menos. As emulsões de (co)polímeros em emulsão acrílica apropriadas disponíveis comercialmente incluem, por exemplo, emulsões acrílicas PRIMAL™ AC 261 P e PRIMAL TX- 100 ambas disponíveis na The Dow Chemical Company (PRIMAL é um nome comercial da The Dow Chemical Company); ou misturas dos mesmos.
[0021] A concentração do segundo (co)polímero em emulsão acrílica na composição aquosa de aglutinante pode ser, por sólidos com base no peso total de sólidos dos (co)polímeros em emulsão acrílica na composição aglutinante aquosa, 5% em peso ou mais, 10% em peso ou mais, 15% em peso ou mais, ou mesmo 20% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 95% em peso ou menos, 90% em peso ou menos, ou mesmo 80% em peso ou menos.
[0022] As quantidades totais de (co)polímeros em emulsão acrílica na composição aquosa de aglutinante podem ser, por sólidos com base no peso total de sólidos da composição aquosa de aglutinante, em uma quantidade de 20% em peso ou mais, 30% em peso ou mais, ou mesmo 40% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 70% em peso ou menos, 65% em peso ou menos, ou mesmo 60% em peso ou menos.
[0023] A composição aquosa de aglutinante útil na presente invenção pode incluir ainda um agente de reticulação. "Agente de reticulação"aqui se refere a um composto que tem dois ou mais grupos reativos e é capaz de reagir com grupos reativos ligados a cadeias do polímero para formar reticulações entre cadeias de polímero. Os grupos reativos no agente de reticulação podem ser iguais ou diferentes dos grupos reativos ligados às cadeias de polímero.
[0024] O agente de reticulação útil na presente invenção pode compreender uma composição de isocianato dispersível em água. A composição de isocianato dispersível em água útil na presente invenção pode compreender um composto de isocianato e um composto de isocianato modificado compreendendo pelo menos um grupo aniônico, pelo menos um segmento de óxido de polietileno, ou tanto um grupo aniônico como um segmento de óxido de polietileno. Em algumas modalidades, a composição de isocianato dispersível em água compreende o composto de isocianato, um composto de isocianato modificado compreendendo o grupo aniônico, e um composto modificado compreendendo o segmento de óxido de polietileno. Tal como aqui utilizado, um grupo aniônico é um grupo químico que carrega carga negativa. A carga negativa pode ser -1, -2 ou -3. Um composto com um grupo aniônico é associado com um ou mais cátions. O cátion associado pode ser um cátion metálico ou um composto orgânico com um grupo catiônico, um grupo tendo uma carga positiva de +1, +2 ou +3. Quando um composto com um grupo aniônico está na forma sólida ou está em um ambiente não polar, o(s) cátion(s) associado(s) está localizado adjacente ao grupo aniônico. Quando um tal composto é dissolvido ou disperso em água, o grupo aniônico e o(s) cátion(s) associado(s) podem estar separados. O grupo aniônico preferido é sulfonato, carboxilato, grupo ácido carboxílico, fosfonato, ou uma mistura dos mesmos. Composições de isocianato dispersíveis em água comercialmente adequadas incluem, por exemplo, poli-isocianato alifático hidrofílico à base de di-isocianato de hexametileno BAYHYDURTM XP2655 disponível na Bayer Material Science AG.
[0025] Preferencialmente, o composto de isocianato na composição de isocianato dispersível em água é um composto de poli-isocianato tendo dois ou mais grupos isocianato (NCO). O composto de poli-isocianato pode ser um poli- isocianato alifático, um poli-isocianato aromático, ou misturas dos mesmos. Exemplos de poli-isocianatos alifáticos adequados são 1,6-hexametileno di- isocianato (HDI), 1-isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetil-ciclo-hexano (IPDI), 4,4'-di-isocianato diciclo-hexilmetano (H12MDI), di-isocianatometil-ciclo- hexano (ADI), isômeros dos mesmos, polímeros dos mesmos ou misturas dos mesmos. O composto de isocianato é de preferência um poli-isocianato aromático. Exemplos de poli-isocianatos aromáticos são toluileno 2,4-di-isocianato (2,4-TDI), toluileno-2,6-di-isocianato (2,6-TDI), naftileno-1,5-di-isocianato, difenilmetano- 4,4'-di-isocianato (MDI), isômeros dos mesmos, polímeros dos mesmos e misturas dos mesmos. Os compostos de poli-isocianato preferidos compreendem o trímero HDI, o MDI polimérico, ou misturas dos mesmos. "MDI polimérico"se refere aqui a uma mistura de difenilmetano di-isocianato, e o seu oligômero ou polímero.
[0026] A concentração do composto de isocianato na composição de isocianato dispersível em água pode ser, com base no peso total de sólidos da composição de isocianato dispersível em água, 1% em peso ou mais, 20% em peso ou mais, ou mesmo 50% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 95% em peso ou menos, 90% em peso ou menos, ou mesmo 80% em peso ou menos.
[0027] Em algumas modalidades, o composto de isocianato modificado na composição de isocianato dispersível em água pode compreender um ou mais compostos tendo a estrutura de Fórmula (I):
Figure img0002
em que A1 tema seguinte estrutura:
Figure img0003
[0028] L1 é um grupo de ligação formado por uma reação de um grupo isocianato com um grupo reativo isocianato, n é 5 a 25 e Z é um grupo alquil. n pode ser 7 ou mais, ou mesmo 10 ou mais, e ao mesmo tempo, 18 ou menos, ou mesmo 14 ou menos. Z pode ser linear, ramificado, cíclico, ou uma combinação dos mesmos. Z pode ser um grupo alquil linear ou ramificado com 1 a 8 átomos de carbono ou 1 a 4 átomos de carbono. De preferência, Z é metil.
[0029] A1 é o resíduo de um trímero de di-isocianato (a1). O trímero de di- isocianato (a1) pode ser um di-isocianato alifático. De preferência, o trímero de di- isocianato (a1) é um trímero de HDI, um trímero de IPDI, um trímero de H12MDI, um trímero de ADI, ou uma mistura dos mesmos. Mais preferencialmente, o trímero de di-isocianato (a1) é um trímero de HDI ou um trímero de ADI.
[0030] L1 pode ser um grupo ureia ou um grupo uretano. De preferência, L1 é um grupo uretano. Por exemplo, quando um grupo isocianato reage com um grupo hidroxil ou com um grupo amina, o grupo de ligação resultante L1 é um grupo uretano com a estrutura de Fórmula (III) -1 ou um grupo ureia com a estrutura de Fórmula (III) - 2, respectivamente:
Figure img0004
em que R1é um grupo orgânico.
[0031] Em algumas modalidades, o composto de isocianato modificado na composição de isocianato dispersível em água pode compreender um ou mais compostos tendo a estrutura de Fórmula (IV):
Figure img0005
em que o resíduo A2 pode ser idêntico ou diferente a A1, e A2 tem a estrutura de Fórmula (II) como descrito acima; L2 é um grupo de ligação formado por uma reação de um grupo isocianato com um grupo reativo com isocianato; Q é um grupo orgânico; e G é um grupo aniônico.
[0032] L2 pode ser um grupo ureia ou um grupo uretano. De preferência, L2 é um grupo ureia possuindo a estrutura de Fórmula (III)-2. Mais preferencialmente, L2 é um grupo ureia possuindo a estrutura de Fórmula (III)-2 em que R1é um grupo alquil não substituído, de preferência um grupo alquil tendo 4 a 8 átomos de carbono e mais preferencialmente ciclo-hexil. Q pode ser um grupo alquil que seja linear, ramificado, cíclico ou uma combinação dos mesmos. De preferência, Q é um grupo alquil linear. Mais preferencialmente, Q é -(CH2)n- em que n é 1 a 8, e preferivelmente n é 3. G pode ser sulfonato, carboxilato, um grupo ácido carboxílico, ou fosfonato. De preferência, G é sulfonato.
[0033] Em uma modalidade preferida, a composição de isocianato dispersível em água útil na presente invenção compreende uma mistura dos compostos de isocianato modificados de Fórmula (I) e Fórmula (IV). A razão em peso do composto de isocianato modificado de Fórmula (I) para o composto de isocianato modificado de Fórmula (IV) pode ser 0,01:1 ou mais, 0,25:1 ou mais, 0,43:1 ou mais, ou mesmo 0,67:1 ou mais, e as mesmo tempo, 100:1 ou menos, 4:1 ou menos, 2,3:1 ou menos, ou mesmo 1,5:1 ou menos.
[0034] A composição de isocianato dispersível em água útil na presente invenção pode ser preparada de acordo com quaisquer métodos conhecidos. O método de preparação da composição de isocianato dispersível em água pode compreender reagir um composto de isocianato com um composto aniônico e/ou um composto não iônico. Exemplos de compostos de isocianato adequados para preparar a composição de isocianato dispersável em água incluem os compostos de isocianato descritos acima na composição de isocianato dispersível em água. O composto aniônico pode compreender o grupo aniônico descrito acima. O composto não iônico pode compreender o segmento de óxido de polietileno descrito acima. Em uma modalidade preferida, a composição de isocianato dispersível em água é preparada reagindo o composto não iônico e/ou aniônico com um primeiro composto de isocianato, em seguida misturando o isocianato modificado resultante com um segundo composto de isocianato. O primeiro composto de isocianato e o segundo composto de isocianato podem ser os mesmos ou diferentes.
[0035] Em algumas modalidades preferidas, o agente de reticulação na composição aquosa de aglutinante compreende ainda um ou mais epóxi silanos. Surpreendentemente, a combinação do epóxi silano e da composição de isocianato dispersível em água pode melhorar ainda mais a propriedade de resistência à água da mistura de polímero curada resultante. Um epóxi silano significa um silano funcional possuindo pelo menos um grupo epóxi. Um epóxi silano preferido tem a estrutura de Fórmula (V):
Figure img0006
em que R2é um grupo alquil com um a 6 átomos de carbono; R3é um grupo orgânico bivalente com um peso molecular de 200 ou menos; R4é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil, aril ou aralquil com um a 20 átomos de carbono; e m é um, 2 ou ,.
[0036] Exemplos de epóxi silanos adequados incluem ,- glicidoxipropiltrimetoxissilano;
[0037] ,-glicidoxipropilmetildietoxissilano; ,-glicidoxipropiltrietoxisilano; beta-(,,4-epoxiciclo-hexil) etiltrietoxissilano; ou misturas dos mesmos. Os epóxi silanos adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, SILQUESTTM A-187, SILQUEST WetLink 78, SILQUEST A-186, e COATOSILTM 2287 epóxi silanos todos disponíveis na Momentive Performance Materials; ou misturas dos mesmos. Quando se utiliza o epóxi silano, a razão em peso da composição de isocianato dispersível em água ao epóxi silano pode ser 0,1:1 ou mais, 0,5:1 ou mais, ou mesmo 1,5:1 ou mais; e ao mesmo tempo, 10:1 ou menos, 5:1 ou menos, ou mesmo 2,5:1 ou menos.
[0038] A concentração de agentes de reticulação totais na composição aquosa de aglutinante pode ser, com base no peso total de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica, 2% em peso ou mais, 4% em peso ou mais, ou mesmo 6% em peso ou mais, e ao mesmo tempo, 40% em peso ou menos, 30% em peso ou menos, ou mesmo 16% em peso ou menos.
[0039] A composição aquosa de aglutinante útil na presente invenção pode ainda compreender um ou mais agentes espumantes. "Agente espumante" se refere aqui a um composto que pode gerar vazios de ar dentro de materiais para formar estrutura porosa. Exemplos de agentes espumantes adequados incluem sais de ácidos graxos, tais como oleato de sódio, alquilsulfonato, tal como alquilsulfonato de sódio e alquilbenzenossulfonato de sódio, ou misturas dos mesmos. A concentração do agente espumante pode ser, com base no peso total de sólidos da composição aquosa de aglutinante, de 0,02 a 6,0% em peso, de 0,04 a 3,0% em peso, ou de 0,1 a 1,5 % em peso.
[0040] A composição aquosa de aglutinante na mistura de polímeros da presente invenção pode compreender ainda um ou mais estabilizantes de espuma. "Estabilizante de espuma" se refere aqui a um composto utilizado para melhorar a estabilidade das espumas e prolongar o período de quebra da bolha. Os estabilizantes de espuma podem incluir, por exemplo, silicone polietoxilado, tensoativos não iônicos, álcoois graxos, ácidos graxos, ou misturas dos mesmos. Exemplos de estabilizantes de espuma adequados incluem álcool polivinílico, amido, dietanolamida ácida graxa, estearato de amônio, ou misturas dos mesmos. A concentração do estabilizante de espuma pode ser, baseado no peso total de sólidos da composição aquosa de aglutinante, de 1,0 a 10,0% em peso, de 1,5 a 8,0% em peso, ou de 2,0 a 6,0 % em peso.
[0041] A composição aquosa de aglutinante útil na presente invenção pode compreender ainda uma dispersão de silicone. A concentração da dispersão de silicone pode ser, por sólidos baseado no peso total de sólidos da composição aquosa de aglutinante, de 1,0 a 5,0% em peso, de 0,2 a 3,0% em peso, ou de 0,5 a 2,0 % em peso.
[0042] A composição aquosa de aglutinante útil na presente invenção pode compreender ainda um ou mais modificadores de reologia. Os modificadores de reologia podem ser álcool polivinílico, materiais de argila, derivados de ácido, copolímeros ácidos, espessantes associados a uretano (UAT), poliuretanos de poliéter-ureia (PEUPU), poliuretanos de poliéter (PEPU) ou misturas dos mesmos. Exemplos de modificadores de reologia adequados incluem emulsões intumescíveis alcalinas (ASE) tais como polímeros de ácido acrílico neutralizados com sódio ou amônio; emulsões intumescíveis alcalinas modificadas hidrofobicamente (HASE), tais como copolímeros de ácido acrílico modificados hidrofobicamente modificadores de reologia associativos; tais como uretanos etoxilados modificados hidrofobicamente (HEUR); e modificadores de reologia celulósicos, tais como éteres de metil celulose, hidroximetilcelulose (HMC), hidroxietilcelulose (HEC), hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente (HMHEC), carboximetilcelulose de sódio (SCMC), carboximetil 2- hidroxietilcelulose sódica, 2-hidroxipropilmetilcelulose, 2-hidroxietilmetilcelulose, 2-hidroxibutil metil celulose, 2-hidroxietil etil celulose e 2-hidroxipropil celulose. De preferência, o modificador de reologia é baseado em HEUR, por exemplo, modificador de reologia ACRYSOLTM RM-8W mão iônico disponível na The Dow Chemical Company (ACRYSOL é um nome comercial da The Dow Chemical Company). Quando presente, a concentração do modificador de reologia pode ser, com base no peso total de sólidos da composição aquosa de aglutinante, de 0,001 a 3,0% em peso, de 0,002 a 2,0% em peso, ou de 0,005 a 0,3% em peso.
[0043] A composição aquosa de aglutinante útil na presente invenção compreender ainda água. A concentração de água pode ser, baseada no peso total da composição aquosa de aglutinante, de 10 a 90% em peso, de 20 a 80% em peso, ou de 30 a 70% em peso.
[0044] Além dos componentes descritos acima, a composição aquosa de aglutinante útil na presente invenção pode compreender ainda qualquer um ou uma combinação dos seguintes aditivos: diluentes inorgânicos, pigmentos, enchimentos, tampões, neutralizantes, dispersantes, umectantes, exterminadores de mofo, biocidas, agentes antiesfolamento, corantes, agentes fluidos, antioxidantes, plastificantes, agentes niveladores, dispersantes, promotores de aderência, diluentes e veículos de moagem. Quando presentes, estes aditivos podem estar em uma quantidade de 0,001 a 20% em peso, ou de 0,01 a 4% em peso, com base no peso total de sólidos da composição aquosa de aglutinante.
[0045] A mistura de polímeros da presente invenção pode ainda compreender borracha vulcanizada ou reticulada. Exemplos de borracha vulcanizada ou reticulada adequada útil na presente invenção compreendem borracha de estireno butadieno (SBR), borracha de monômero de etileno- propileno-dieno (EPDM), borracha de etileno propileno, borracha de butadieno, borracha natural, copolímero de estireno butadieno, nitrila hidrogenada, borracha de nitrila, neoprene, policloropreno, borracha de pneus moídos (GTR), borracha residual, vulcanização de borracha residual ou misturas dos mesmos. Preferencialmente, é utilizada borracha vulcanizada ou reticulada com resíduos; tais resíduos de borracha podem vir de qualquer fonte conhecida, tais como, por exemplo, pneus, solas de sapato e borracha de pneu de terra. Mais preferencialmente, é usada borracha de resíduos de pneu.
[0046] A borracha vulcanizada ou reticulada na mistura de polímeros pode compreender pó de borracha com um tamanho de partícula de peneira inferior a 0,5 milímetro (mm), inferior a 0,3 mm, inferior a 0,1 mm ou mesmo inferior a 0,05 mm. Em algumas modalidades, a borracha vulcanizada ou reticulada útil na presente invenção pode compreender ainda partículas de borracha com um tamanho de partícula de peneira de 0,5 mm ou mais, 1 mm ou mais, ou mesmo 2 mm ou mais, e ao mesmo tempo, 6 mm ou menos, 5 mm ou menos, ou mesmo 4 mm ou menos. A borracha vulcanizada ou reticulada na mistura de polímeros pode compreender, com base no peso total da borracha vulcanizada ou reticulada, de 10 a 100% em peso, de 20 a 80% em peso, ou de 40 a 60% em peso do pó de borracha; e o resto da borracha vulcanizada ou reticulada são as partículas de borracha.
[0047] A razão em peso do peso de sólidos total de (co)polímeros em emulsão acrílica para o peso total da borracha vulcanizada ou reticulada na mistura de polímero da presente invenção pode ser de 1:4 a 1:0,2. A razão de peso pode ser 1:0,5 ou inferior, 1:1 ou inferior, e ao mesmo tempo, 1:3 ou superior, 1:2 ou superior, 1:1 ou superior.
[0048] A mistura de polímero da presente invenção pode ser obtida preparando primeiramente a composição aquosa de aglutinante e depois misturando-a com a borracha vulcanizada ou reticulada. A composição aquosa de aglutinante pode ser fornecida em duas partes: o(s) (co)polímero(s) em emulsão acrílica, o agente espumante e opcionalmente componentes adicionais, tais como o modificador reológico e o estabilizante de espuma normalmente formam a "Parte A"; e o agente de reticulação compreendendo a composição de isocianato dispersível em água forma usualmente a "Parte B". Quando utilizado, o epóxi silano pode estar presente na Parte A e/ou na Parte B. A mistura de polímero da presente invenção pode ser preparada misturando a Parte A e a Parte B para formar a composição aquosa de aglutinante, e em seguida misturando com a borracha vulcanizada ou reticulada.
[0049] Surpreendentemente, uma camada de base impermeável à água com base na mistura de polímero da presente invenção é capaz de secar em temperatura ambiente, enquanto que uma camada de base obtida de uma mistura de polímero convencional contendo um aglutinante de látex acrílico e partículas de borracha enquanto não contém o agente de reticulação, o agente espumante e o pó de borracha, não seca completamente mesmo após cerca de 5 dias à temperatura ambiente. Em um ensaio em laboratório, uma camada de base de 6-10 mm de espessura feita com a mistura de polímeros da presente invenção secou completamente após 24 horas a 25 a 28°C.
[0050] A mistura de polímeros da presente invenção pode ser curada a uma temperatura de geralmente de 5 a 80°C, de 10 a 50°C, de 15 a 40°C, ou de 20 e 35°C. O tempo de cura da mistura de polímero pode ser escolhido entre 60 minutos a 48 horas, entre 6 horas a 36 horas, ou entre 12 horas a 24 horas. É também utilizável para curar parcialmente a mistura de polímero e depois completar o processo de cura em um momento posterior.
[0051] O artigo de multicamadas da presente invenção pode compreender pelo menos uma camada feita a partir da mistura de polímero. O artigo de multicamadas pode compreender: (i) uma camada de base da mistura polimérica seca, e (ii) uma camada superior feita de uma composição de revestimento de topo aquosa compreendendo pelo menos um (co)polímero em emulsão acrílica e borracha vulcanizada ou reticulada.
[0052] Exemplos de (co)polímeros em emulsão acrílica adequados para a camada de topo são como descritos na mistura de polímero acima para a camada de base. Em algumas modalidades, o (co)polímero em emulsão acrílica utilizado na camada de topo é uma mistura do (co)polímero em emulsão acrílica tendo uma temperatura de transição vítrea de -5°C ou menos, e o (co)polímero em emulsão acrílica tendo uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 15°C. Em algumas modalidades preferidas, a composição de revestimento de topo aquosa pode compreender: o primeiro (co)polímero em emulsão acrílica tendo uma temperatura de transição vítrea de -5°C ou menos, sendo o segundo (co)polímero em emulsão acrílica com uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 15°C, o agente de reticulação compreendendo uma composição de isocianato dispersível em água, e borracha vulcanizada ou reticulada.
[0053] Em algumas modalidades, a borracha vulcanizada ou reticulada na camada de topo é partículas de borracha. As partículas de borracha vulcanizadas ou reticuladas na camada de topo são as partículas de borracha como descritas acima que estão opcionalmente presentes na mistura de polímero acima. Preferencialmente, as partículas de borracha vulcanizada ou reticulada na camada superior pode ter um tamanho de partícula de peneira de 0,5 a 5 mm ou de 1 a 3 mm. As partículas de borracha vulcanizadas ou reticuladas são preferivelmente partículas de borracha EPDM. Na camada de topo do artigo de multicamadas da presente invenção, a razão em peso de (co)polímeros em emulsão acrílica total para a borracha vulcanizada ou reticulada pode ser de 1:2 ou inferior, ou 1:2.5 ou inferior, e ao mesmo tempo, 1:3.5 ou superior, ou mesmo 1:3 ou superior, ou mesmo 1:4 ou superior. A concentração de outros componentes na composição de revestimento de topo aquosa pode estar nas faixas de concentração como descrito na mistura de polímeros.
[0054] A composição de revestimento de topo aquosa pode compreender ainda os componentes opcionalmente adicionais como descritos para a composição aquosa de aglutinante na mistura de polímeros, acima, exceto o agente espumante. A camada de topo pode ser geralmente preparada misturando os componentes individuais uns com os outros, aplicando-se à camada de base, e depois secando e curando a composição de revestimento de topo aquosa para formar a camada de topo.
[0055] O artigo de multicamadas da presente invenção pode compreender ainda uma camada de iniciador, de modo que a camada de base resida entre a camada de topo e a camada de iniciador. A camada de iniciador pode ser utilizada para melhorar ainda mais a adesão do artigo de multicamadas a um substrato. A camada de iniciador pode ser feita a partir de uma composição aquosa de iniciador. A composição aquosa de iniciador útil na presente invenção pode compreender o (co)polímero em emulsão acrílica descrito acima. A composição aquosa de iniciador pode compreender ainda o epóxi silano descrito acima para melhorar ainda mais a adesão do artigo de multicamadas resultante a um substrato sob condições úmidas. A composição aquosa de iniciador pode também compreender a composição de isocianato dispersível em água descrita acima. Em uma modalidade preferida, a composição aquosa de iniciador compreende os primeiros e segundos (co)polímeros em emulsão acrílica, o epóxi silano, e a composição de isocianato dispersível em água. A concentração dos componentes acima na composição aquosa de iniciador pode ter as mesmas faixas descritas acima como estão na composição aquosa de aglutinante.
[0056] O artigo de multicamadas da presente invenção pode compreender ainda outras camadas funcionais. Por exemplo, o artigo de multicamadas pode compreender ainda uma camada protetora, de modo que a camada superior resida entre a camada protetora e a camada de base. A presença da camada protretora pode ser útil para melhorar ainda mais a resistência à abrasão e a resistência ao envelhecimento do artigo de multicamadas.
[0057] O artigo de multicamadas da presente invenção pode ter uma espessura de 10 mm ou mais, 12 mm ou mais, ou mesmo 13 mm ou mais. A razão de volume da camada de base para o artigo de multicamadas pode ser de 40 a 95%, de 50 a 90%, ou de 70 a 80%, e a razão de volume da camada de topo para o artigo de multicamadas pode ser de 5 a 60%, de 10 a 40% ou de 20 a 30%.
[0058] O artigo de multicamadas da presente invenção alcança uma resistência à tração de pelo menos 0,5 megapascal (MPa) e um alongamento à ruptura de pelo menos 50%, de acordo com o padrão GB/T 14833-2011.
[0059] O método para preparar o artigo de multicamadas da presente invenção pode compreender: (1) proporcionar a mistura de polímeros da presente invenção; (2) aplicar a mistura de polímeros a um substrato; (3) secar e curar a mistura de polímero para formar a camada de base; (4) proporcionar a composição de revestimento de topo aquosa; (5) aplicar a composição de revestimento de topo à camada de base; e (6) secar e curar a composição de revestimento de topo para formar a camada de topo, de modo que a camada de base resida entre o substrato e a camada de topo.
[0060] Na preparação do artigo de multicamadas, a mistura de polímeros ou a composição de revestimento de topo pode ser aplicada ao substrato ou à camada de base, respectivamente, por quaisquer métodos conhecidos, por exemplo, alisamento manual com espátula ou aplicação de máquina usando equipamento convencional, tal como pavimentador sintético de pista de corrida tipo TPJ-2.5 (Suzhou Lei Jun Sports Equipment Co., Ltd., China). A superfície obtida pode ser adicionalmente alisada por alisamento com espátula. Preferencialmente, a composição de revestimento de topo é aplicada à camada de base por pulverização. A mistura de polímero pode ser aplicada a um substrato úmido ou a um substrato seco. O substrato pode ser qualquer substrato incluindo, por exemplo, concreto, betume, metal ou madeira. De preferência, o substrato é iniciado por uma composição aquosa de iniciador descrita abaixo antes da aplicação da mistura de polímero.
[0061] Na preparação do artigo de multicamadas, a secagem e a cura da mistura de polímero ou a composição de revestimento de topo podem ser realizadas a uma temperatura predeterminada e durante um período de tempo predeterminado suficiente para evaporar água. A secagem e a cura podem ser realizadas a temperatura ambiente, por exemplo, uma temperatura de 5 a 50°C, de 15 a 40°C, ou de 20 e 30°C. O tempo de secagem e de cura da mistura de polímero pode depender de vários fatores incluindo, por exemplo, espessura da mistura de polímero aplicada ao substrato, e condições externas, tais como temperatura, umidade relativa e vento. Por exemplo, o tempo para secar e curar a mistura de polímero ou a composição de revestimento de topo pode ser escolhido entre 1 hora a 48 horas, entre 6 horas a 36 horas, ou entre 12 a 24 horas. O método de preparação do artigo de multicamadas da presente invenção pode ser conduzido em um tempo de construção aceitável devido à velocidade de secagem rápida da mistura de polímeros da presente invenção. O período de tempo entre a aplicação da mistura de polímero ao substrato e a aplicação da composição de revestimento de topo à camada de base pode ser variado, por exemplo, o tempo pode ser de 48 horas ou menos, 36 horas ou menos, ou mesmo 24 horas ou menos, e ao mesmo tempo, 2 horas ou mais, 2,5 horas ou mais, ou mesmo 3 horas ou mais.
[0062] O método de preparação do artigo de multicamadas da presente invenção pode compreender ainda: a aplicação da composição aquosa de iniciador ao substrato para formar uma camada de iniciador antes de aplicar a mistura de polímeros ao substrato para formar a base e as camadas de topo.
[0063] O método de preparação do artigo de multicamadas utiliza composições aquosas tanto na camada de base como na camada de topo. A multicamada obtida não tem resíduos orgânicos voláteis. O método pode ser conduzido a um tempo de construção mais curto do que uma mistura de polímero compreendendo um (co)polímero em emulsão acrílica e partículas de borracha, mas sem o agente de reticulação, o agente espumante e o pó de borracha sob as mesmas condições de secagem.
[0064] O artigo de multicamadas da presente invenção pode ser utilizado em várias aplicações, por exemplo, materiais de isolamento acústico, subrevestimento acústico, revestimento de pavimento e tapete; utilidades esportivas e industriais, tais como superfícies artificiais de pistas e de campo de jogos, esteiras e almofadas, núcleos de bolas, e produtos de consumidor, tais como telhas de assoalho, tampas, produtos moldados, e em aplicações de pavimentação e manutenção de estradas. Em particular, o artigo de multicamadas é adequado para utilização como superfícies de pistas de passagem impermeáveis à água. "Superfícies de pistas e corrida impermeáveis à água"se refere a um material sintético de superfície de pista que não permite a passagem de água através do material de superfície. A seção transversal do material sintético da superfície de pista pode ou não conter vazios de ar.
[0065] As modalidades especificamente desejáveis da presente invenção incluem um artigo de multicamadas. Uma modalidade do artigo de multicamadas da presente invenção compreende a camada de topo, a camada de base, opcionalmente uma camada de iniciador entre a camada de base e um substrato, e opcionalmente uma ou mais outras camadas entre as mesmas. Cada camada compreende duas superfícies primárias opostas. A camada de topo contata uma superfície da camada de base e a superfície primária oposta da camada de base contata o substrato, de modo que a camada de base reside entre a camada de topo e o substrato. Uma camada protetora opcional pode ser aplicada sobre uma superfície primária da camada superior, de modo que a camada superior resida entre a camada protetora e a camada de base. Geralmente, a espessura da camada de base pode ser 2 mm ou mais, 5 mm ou mais, 6 mm ou mais, 7 mm ou mais, ou mesmo 8 mm ou mais e, ao mesmo tempo, 12 mm ou menos ou 10 mm menos. A espessura da camada de topo pode ser geralmente 1 mm ou mais, 1,5 mm ou mais, ou mesmo 2 mm ou mais, e ao mesmo tempo, 5 mm ou menos, 4 mm ou menos, ou mesmo 3 mm ou menos. Se presente, a camada de iniciador pode geralmente ter uma espessura na faixa de 50 a 500 mícrons, de 75 a 400 mícrons, ou de 100 a 300 mícrons.
EXEMPLOS
[0066] Algumas modalidades da invenção agora serão descritas nos Exemplos a seguir, no qual todas as partes e porcentagens são em peso a menos que especificado de outra forma. Os seguintes materiais e abreviações são usados nos exemplos: "AA" significa ácido acrílico. "MAA" significa ácido metacrílico. "BA" significa butil acrilato. "MMA" significa metil met-acrilato. "AN" significa acrilonitril.
Figure img0007
* Látex estão disponíveis na The Dow Chemical Company. Tg é determinada pela equação de Fox como descrito acima. "MFFT" se refere à temperatura mínima de formação de película e é medida de acordo com ASTM D2354-10.
[0067] Antiespumante NOPCOTM NXZ, disponível na Henkel, é um antiespumante de sabão metálico.
[0068] O modificador de reologia ACRYSOL RM-8W é um modificador reológico de uretano não iônico e está disponível na The Dow Chemical Company.
[0069] Resina POLYOX™ WSR301, disponível na The Dow Chemical Company, é um óxido de etileno solúvel em água resina (PEO) e utilizado como um lubrificante (POLYOX é um nome comercial da The Dow Chemical Company).
[0070] Oleato de sódio (18% de concentração) é utilizado como um agente espumante e está disponível de Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.
[0071] Xianbang C-405 estearato de cálcio está disponível na Shanghai Xianbang Chemicals Co. Ltd.
[0072] COMPERLANTM COD-FFA, disponível na Cognis, é dietanolamida de ácido graxo e utilizado como um estabilizante de espuma.
[0073] Emulsão Dow CORNINGTM IE-2404, disponível na Dow Corning, é uma emulsão de resina de silicone.
[0074] PVOH/24-88, disponível na Shanghai Jinshu Resin, é um polivinilálcool solúvel em água tendo um tamanho de partícula de 120 malhas.
[0075] BAYHYDUR XP2487/1, disponível na Bayer Material Science AG, é um poli-isocianato alifático hidrofílico à base de hexametileno di-isocianato (HDI), contendo homopolímero de hexametileno-1,6-di-isocianato, poli-isocianato alifático e isocianatos; e é utilizado como um agente de reticulação.
[0076] Silano epóxi-funcional SILQUEST A187, disponível na Momentive Performance Materials Inc., é gama-glicidoxipropiltrimetoxi silano e é utilizado como um agente de reticulação.
[0077] Pó de borracha de resíduos de pneus pretos tendo um tamanho de partícula de peneira <0,5 mm, partículas de borracha de resíduo de pneus pretos tendo um tamanho de partícula de peneira de 0,5-1 mm, partículas de borracha de resíduos de pneus pretos tendo um tamanho de partícula de peneira de 1-3 mm, partículas de borracha de resíduos de pneus pretos tendo um tamanho de partícula de peneira de 2-4 mm, e partículas de EPDM com um tamanho de partícula de peneira de 1-3 mm, estão todos disponíveis na Fujian Aoxiang Sports Plastic Rubber Co., Ltd.
[0078] Os seguintes equipamentos e métodos analíticos padrão são utilizados nos Exemplos.
Teor de Vazios
[0079] O teor de vazios de uma matriz formada a partir de uma composição aquosa de aglutinante é determinado como se segue:
[0080] Parte A e Parte B de uma composição aquosa de aglutinante com um volume designado como V0, são misturadas a uma velocidade de mistura de 600 rotações por minuto (RPM) durante 3 minutos, depois agitadas a uma velocidade de mistura de 1500 RPM durante 5 minutos para dar um aglutinante espumado. O volume do aglutinante espumado é medido e designado por V1. O teor de vazios, denotado como C, é calculado pela seguinte equação:
Figure img0008
Resistência à tração e alongamento em propriedades de ruptura
[0081] A resistência à tração e o alongamento em propriedades de ruptura de uma amostra de pista de corrida são avaliados de acordo com o item 5.4, página 3, o padrão GB/T 14833-2011. Se a amostra mostra uma resistência à tração de pelo menos 0,5 MPa, ela atende a exigência de resistência à tração do padrão GB/T 14833-2011. Caso contrário, falha à exigência de resistência à tração. Se a amostra mostra um alongamento à ruptura de pelo menos 50%, ela atende a exigência de alongamento à ruptura do padrão GB/T 14833-2011. Caso contrário, ela falha à exigência de alongamento à ruptura.
Exemplo (Ex) 1 Preparação da mistura de polímero
[0082] Formulou-se uma mistura de polímeros da presente invenção misturando o aglutinante da Parte A, o aglutinante da Parte B e da borracha da Parte C, com base nas formulações descritas na Tabela 1. O aglutinante da Parte A foi preparado misturando homogeneamente o primeiro látex de polímero e o segundo látex de polímero, estearato de cálcio, PVOH e ACRYSOL RM-8W como modificadores de reologia, COMPERLAN COD-FFA como estabilizante de espuma, NOPCO NXZ como antiespumante e IE-2404 silicone como um agente hidrofóbico; e depois misturando com oleato de sódio como agente espumante a uma velocidade de mistura <500 RPM. A Parte B foi preparada misturando o reticulante isocianato BAYHYDUR XP2487/1 e o reticulante silano SILQUEST A187. A Parte C foi feita misturando enchimentos de partículas de borracha com diferentes tamanhos, isto é, pó de borracha e partículas de borracha.
Preparação de composição de revestimento de topo aquosa
[0083] Preparou-se uma composição de revestimento de topo aquosa misturando todos os componentes com base nas formulações descritas na Tabela 2.
Preparação da amostra da pista de esportes
[0084] As amostras de pistas de esportes impermeáveis à água foram preparadas como se segue. As partes A e B da mistura de polímero acima obtida foram misturadas a uma velocidade de mistura de 600 RPM durante 3 minutos e depois foi obtido um aglutinante espumado a uma velocidade de mistura mais elevada (1500 RPM). Em seguida, adicionou-se a Parte C da mistura de polímero acima obtida e misturou-se com o aglutinante espumado resultante a uma velocidade de mistura de 600 RPM para obter uma mistura fresca de polímero, que foi então aplicada em um molde com espátula para formar uma camada de base com uma espessura de cerca de 10 mm. A camada de base foi seca dentro de cerca de 1-2 dias à temperatura ambiente. A composição de revestimento de topo aquosa foi então aplicada sobre a camada de base para formar uma camada de topo com uma espessura de cerca de 3 mm. Depois de curadas durante cerca de 24 horas, as amostras de pista de esportes obtidas foram cortadas em amostras de halteres. Estas amostras de halteres foram ainda expostas à condição seca (7 dias a 23°C), condição úmida (7 dias a 23°C + 3 dias em água), e condição de ressecagem, respectivamente. As propriedades de tração das amostras resultantes foram então avaliadas de acordo com os métodos de teste descritos acima e foram relatadas na Tabela 3.
[0085] Conforme ilustrado na Tabela 3, as amostras de pistas de passagem de Ex 1 mostraram uma resistência à tração de pelo menos cerca de 0,90 MPa e um alongamento à ruptura de cerca de 70% sob a condição seca, satisfazendo assim as exigências de resistência à tração e de alongamento à ruptura do Padrão GB/T 14833-2011. A resistência à tração e o alongamento à ruptura das amostras resultantes após exposição à condição úmida caíram, mas foram quase totalmente recuperados após ressecagem adicional a 70°C durante 1 dia (resistência à tração de 0,82 MPa, e alongamento à tração de 76,6%), o que indica que as amostras de Ex 1 são adequadas para utilização externa. As amostras obtidas têm uma estrutura impermeável à água como indicado por nenhum vazio visível aos olhos nus entre pós de borracha e partículas na seção transversal da camada de base. Além disso, vazios na matriz aglutinante permitira, que a água fosse removida da matriz de aglutinante dentro de uma duração aceitável durante a secagem. Tabela 1
Figure img0009
Figure img0010
* Razão em peso se refere à razão entre o peso total da Parte A/peso total da Parte B/peso total da Parte C Tabela 2
Figure img0011
* razão em peso se refere à razão entre o peso total da Parte A/peso total da Parte B/peso total da Parte C Tabela 3
Figure img0012
Figure img0013
* Condição seca: 7 dia a 23 C Condições úmidas: 7 dias a 23 C + 3 dias em água Condição de ressecagem: 7 dias a 23C + 3 dias em água + 1 dia a 70C
Ex 2
[0086] As amostras de pistas desportivas de Ex 2 foram preparadas de acordo com o mesmo procedimento e utilizando a mesma composição de revestimento de topo para a camada de topo como descrito no Ex 1. A mistura de polímeros para a camada de base foi preparada com base nas formulações descritas na Tabela 4. As propriedades das amostras de pistas de esportes resultantes após exposição a diferentes condições foram relatadas na Tabela 5. Tabela 4
Figure img0014
* Razão em peso se refere à razão entre o peso total da Parte A / peso total da Parte B / peso total da Parte C Tabela 5
Figure img0015
* Condição seca: 7 dias a 23C Condições úmidas: 7 dias a 23 C + 3 dias em água Condição de ressecagem: 7 dias a 23C + 3 dias em água + 1 dia a 70C
Ex Comparativo (Comp) A
[0087] As amostras de pistas de passagem foram preparadas com base em uma formulação comparativa descrita na Tabela 6. Os ingredientes listados na Tabela 6 foram misturados, e a mistura resultante foi então fundida em uma placa de vidro orgânico para formar uma camada com uma espessura de cerca de 12 mm. Após 5 dias à temperatura ambiente, a parte central da camada ainda estava úmida e os polímeros não podiam formar películas. A resistência à tração e o alongamento não puderam ser medidos devido à ausência de coesão entre as partículas de EPDM. Tabela 6
Figure img0016

Claims (13)

1. Mistura de polímero, caracterizadapelo fato de que compreende uma composição aquosa de aglutinante e a borracha vulcanizada ou reticulada, em que a composição aquosa de aglutinante compreende: (a) um (co)polímero em emulsão acrílica; (b) um agente de reticulação compreendendo uma composição de isocianato dispersível em água; e (c) um agente espumante; em que a borracha vulcanizada ou reticulada compreende pó de borracha tendo um tamanho de partícula de peneira inferior a 0,5 mm; e a razão em peso do peso total de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica para o peso total da borracha vulcanizada ou reticulada é de 1:4 a 1:0,2; e em que o agente de reticulação compreende ainda um epóxi silano.
2. Mistura de polímero, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o agente de reticulação está presente em uma quantidade de 2 a 40% em peso, com base no peso total de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica.
3. Mistura de polímero, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o agente espumante é selecionado de oleato de sódio, alquilssulfonato de sódio, alquilbenzenossulfonato de sódio, ou misturas dos mesmos.
4. Mistura de polímero, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadapelo fato de que a composição aquosa de aglutinante compreende, com base no peso total de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica, de 5 a 95% em peso de um primeiro (co)polímero em emulsão acrílica tendo uma temperatura de transição vítrea de -5°C ou menos, e de 5 a 95% em peso de um segundo (co)polímero em emulsão acrílica com uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 15°C.
5. Mistura de polímero, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o (co)polímero em emulsão acrílica compreende como unidades polimerizadas, pelo menos um monômero não iônico etilenicamente insaturado e pelo menos um monômero etilenicamente insaturado com pelo menos um grupo funcional selecionado de carbonil, acetoacetato, alcoxisilano, carboxil, ureido, amida, imida ou grupo amino, ou misturas dos mesmos.
6. Mistura de polímero, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a borracha vulcanizada ou reticulada compreende ainda partículas de borracha com um tamanho de partícula de peneira de 0,5 a 6 mm.
7. Mistura de polímero, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a composição aquosa de aglutinante compreende ainda um estabilizante de espuma, uma dispersão de silicone, ou misturas dos mesmos.
8. Artigo de multicamadas, caracterizado pelo fato de que compreende: (i) uma camada de base de mistura de polímero seca como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7; e (ii) uma camada de topo feita a partir de uma composição aquosa de revestimento de topo compreendendo um (co)polímero em emulsão acrílica e borracha vulcanizada ou reticulada.
9. Artigo de multicamadas, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento de topo compreende: um primeiro (co)polímero em emulsão acrílica com uma temperatura de transição vítrea de -5°C ou menos, um segundo (co)polímero em emulsão acrílica com uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 15°C, um agente de reticulação compreendendo uma composição de isocianato dispersível em água, e a borracha vulcanizada ou reticulada.
10. Artigo de multicamadas, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a borracha vulcanizada ou reticulada na composição de revestimento superior são partículas de borracha com um tamanho de partícula de peneira de 0,5 a 6 mm e a razão em peso do peso total de sólidos do (co)polímero em emulsão acrílica para o peso das partículas de borracha vulcanizada ou reticulada é de 1:2 a 1:4.
11. Artigo de multicamadas, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a multicamada tem uma espessura de pelo menos 10 mm, a razão em volume da camada de base para o artigo de multicamadas é de 40 a 95% e a relação em volume da camada de topo para o artigo de multicamadas é de 5 a 60%.
12. Artigo de multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que o artigo de multicamadas tem uma resistência à tração de pelo menos 0,5 MPa e um alongamento à ruptura de pelo menos 50%, de acordo com o padrão GB/T 14833-2011.
13. Método para preparar um artigo de multicamadas como definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende: (1) proporcionar uma mistura de polímero como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7; (2) aplicar a mistura de polímeros a um substrato; (3) secar e curar a mistura de polímeros para formar uma camada de base; (4) proporcionar a composição de revestimento de topo aquosa; (5) aplicar a composição de revestimento de topo à camada de base; e (6) secar e curar a composição de revestimento de topo para formar uma camada de topo, de modo que a camada de base resida entre o substrato e a camada de topo.
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