BR112018077161B1

BR112018077161B1 - Complexo de pigmento-polímero

Info

Publication number: BR112018077161B1
Application number: BR112018077161-9A
Authority: BR
Inventors: Revathi R. Tomko; Wanda J. Smith; Kimberly A. Koglin
Original assignee: Swimc Llc
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2022-12-06
Also published as: BR112018077240B1; MX2019000293A; BR122021021387B1; AU2020204601A1; AU2020205282A1; WO2018005898A1; AU2017290371A1; CA3026721A1; MX2018016368A; CN109689709A; EP3478735A1; EP3478735B1; US20180002558A1; BR112018077240A2; CN109689709B; WO2018005897A1; CA3029283C; BR112018077161A2; US20180002557A1; EP3478736A1

Abstract

A presente invenção refere-se a copolímeros e composições de tintas látex utilizando tais copolímeros que são estáveis ao envelhecimento térmico e fornecem boa aderência, resistência ao bloqueio, e cobertura, enquanto usando quantidades inferiores de pigmento. Em um aspecto, as composições estáveis ao envelhecimento térmico incluem um copolímero de acrílico, estireno acrílico, vinil acrílico ou suas blendas incluindo, como unidades polimerizáveis adicionais, ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável e ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado que são ambos polimerizados na cadeia principal do copolímero de acrílico, estireno acrílico, vinil acrílico.

Description

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US. número 62/356.836, depositado em 30 de junho de 2016, cuja totalidade é aqui incorporada por referência.

[002] Este pedido refere-se a composições de revestimento à base de água, estáveis ao envelhecimento térmico e a polímeros das mesmas, com boa aderência, resistência a bloqueio, e cobertura. Em outras abordagens, o pedido refere-se a composições de revestimento à base de água estáveis a envelhecimento térmico com baixo ou nenhum VOC e a polímeros destas com boa aderência, resistência a bloqueio e cobertura com níveis reduzidos de pigmentos.

[003] As tintas contêm tipicamente quatro ingredientes: um líquido carreador, um ligante, um ou mais pigmentos, e um ou mais aditivos para fornecer à tinta as propriedades desejadas. Cada um desses ingredientes pode compreender um único componente ou vários componentes diferentes misturados na tinta.

[004] O líquido carreador é um componente fluido da tinta que serve para transportar todos os outros componentes da tinta. O líquido carreador é parte da tinta úmida e geralmente evapora à medida que a tinta forma uma película e seca em uma superfície. Nas tintas látex, o líquido carreador é geralmente água. Nas tintas à base de óleo, o líquido carreador é geralmente um solvente orgânico.

[005] O componente ligante da tinta é o que faz com que a tinta forme uma película e adira a uma superfície. Em uma tinta látex, o ligante compreende uma resina de látex, usualmente selecionada a partir de acrílicos, vinil acrílicos, ou estireno acrílicos ou suas blendas em relações variáveis. Em uma tinta látex, as partículas de resina de látex geralmente estão em uma dispersão com água como o líquido carreador.

[006] Os pigmentos fornecem à tinta características decorativas e de proteção. Os pigmentos são partículas sólidas usadas para fornecer à tinta várias qualidades, incluindo, entre outras, cor, opacidade e durabilidade. A tinta também pode conter outras partículas sólidas, tais como grânulos de poliuretano ou outros sólidos. Os pigmentos e outros sólidos adicionam volume à tinta e os seus níveis estão relacionados com o brilho ou a uniformidade da tinta.

[007] Uma multiplicidade de outros aditivos pode ser incluída conforme necessário para aplicação particular nas tintas. Os aditivos são tipicamente usados em níveis relativamente baixos na formulação da tinta, mas contribuem para várias propriedades das tintas, incluindo, mas não limitadas a, reologia, estabilidade, desempenho da tinta e qualidade da aplicação.

[008] Os pigmentos usados em uma composição de tinta à base de água incluem tipicamente um pigmento opacificante, que confere opacidade ou cobertura à película de tinta. Um dos mais eficazes e, portanto, um dos pigmentos opacificantes mais utilizados é o dióxido de titânio ou TiO2. Embora muito eficaz, o dióxido de titânio é dispendioso e em muitas aplicações é o componente mais dispendioso de uma composição de tinta à base de água. Por conseguinte, é desejável alcançar o grau desejado de cobertura e outras características de tinta utilizando a menor quantidade de dióxido de titânio possível. Várias composições de tinta têm sido propostas para utilizar dióxido de titânio mais eficientemente; no entanto, a maioria destas composições de tinta são menos desejadas e tais composições também tendem a ser menos estáveis ao longo do tempo.

[009] De acordo com um aspecto, uma composição ou complexo de pigmento-polímero para uma composição de tinta que é fornecida é configurada, em algumas abordagens, para fornecer aumento da aderência, resistência a bloqueio e cobertura com menos pigmento quando usada em uma composição de tinta. A composição ou complexo de pigmento-polímero inclui um copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico ou suas blendas com, como unidades polimerizáveis, ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável e ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado. A composição ou complexo também tem uma partícula inorgânica associada ao copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico, formando a composição ou complexo de pigmento-polímero. O polímero é configurado para fornecer as propriedades melhoradas, mesmo quando usando menos pigmento ou partículas inorgânicas na tinta, fornecendo ao mesmo tempo um polímero estável.

[0010] O complexo de pigmento-polímero mencionado acima pode ser combinável com uma ou mais outras abordagens, individualmente ou em combinação, como observado abaixo. Por exemplo, o copolímero pode incluir monômeros de ureído, monômeros de amino, monômeros de sulfonato ou tensoativos, monômeros de acetoacetato, monômeros de epóxi, monômeros de carbonila, monômeros de amida, monômeros de silano, monômeros ou tensoativos de fosfato, monômeros ou tensoativos de carboxila, e as suas combinações; ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável pode incluir fosfato acrilato propoxilado ou etoxilado ou fosfato metacrilato propoxilado ou etoxilado e suas blendas; ao menos um monômero hidrofóbico de cadeia linear ou ramificada pode incluir butilacrilato ou metacrilato, isobutilacrilato ou metacrilato, butil acrilato terciário ou metacrilato, etil hexil acrilato ou metacrilato, lauril acrilato ou metacrilato, octil acrilato ou metacrilato, isooctil acrilato ou metacrilato, dibutil maleato, dioctil maleato, ésteres ramificados ou vinílicos, combinações destes, e monômeros similares; os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados podem incluir um vinil éster com uma cadeia de carbono linear ou ramificada C4 a C30; ao menos uma porção dos tensoativos de fosfato polimerizáveis pode ser polimerizada adjacente aos monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados; o polímero pode ainda incluir unidades polimerizáveis adicionais selecionadas a partir do grupo que consiste de vinil acetato, alquil acrilato, alquil metacrilato, acrílico, estireno acrílico, alil imidazolidinona, alil acetoacetato, alil epóxi, éter alil glicidil, alil hidroxipropil sulfonato de sódio, e suas combinações; o copolímero pode ainda incluir aproximadamente 0,1 a aproximadamente 5 por cento em peso dos tensoativos de fosfato polimerizáveis e aproximadamente 1 a aproximadamente 30 por cento em peso dos monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados; o copolímero pode ainda compreender aproximadamente 60 a aproximadamente 90 por cento em peso de vinil acetato e aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por cento de alquil acrilato ou alquil metacrilato; o copolímero pode ainda incluir uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico em termos de uma relação em peso dos tensoativos de fosfato polimerizáveis (em uma base ativa) para os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:20; a partícula inorgânica pode ser selecionada a partir do grupo que consiste de dióxido de titânio, argila, carbonato de cálcio, óxido de alumínio, dióxido de silício, óxido de magnésio, talco, óxido de zinco, sulfato de zinco, óxido de sódio, óxido de potássio e suas combinações; e/ou os tensoativos de fosfato polimerizáveis podem ter um peso molecular médio ponderal de aproximadamente 100 a aproximada-mente 1500, em outras abordagens, aproximadamente 100 a aproxi-madamente 1000 e ainda em outras abordagens, aproximadamente 100 a aproximadamente 500. Blendas de materiais tais como amino, epóxi silanos e aceto acetatos também são possíveis.

[0011] Em outro aspecto, uma composição de tinta látex estável que é fornecida inclui, em algumas abordagens, um complexo de pigmento- polímero que fornece maior aderência, resistência a bloqueio e cobertura com níveis mais baixos de pigmento. Em algumas abordagens, a composição da tinta inclui um copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico ou suas blendas, incluindo, como unidades polimerizáveis, ao menos um tensoativo de fosfato polime- rizável e ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado; uma partícula inorgânica associada ao copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico ou suas blendas, formando o complexo de pigmento-polímero; água; e em que a composição de tinta látex estável apresenta boa cobertura como evidenciado por uma razão de contraste de aproximadamente 0,9 a aproximadamente 0,99 e uma refletância de aproximadamente 90 a aproximadamente 100 quando a composição tem um fator de carga de partículas expresso como uma relação em peso de partícula inorgânica para o copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico maior do que 1:2,1 e em outras abordagens maior do que 1: 2,2. Para este fim, as composições de tinta látex da presente invenção atingem características desejadas, tal como a cobertura da tinta, em uma tinta estável utilizando menos pigmento ou partícula inorgânica em relação ao polímero.

[0012] A composição de tinta látex mencionada acima pode ser combinada com uma ou mais outras abordagens, individualmente ou em combinação, como indicado abaixo. Por exemplo, a composição de tinta látex pode apresentar ainda uma estabilidade ao envelhecimento térmico, evidenciada por menos de aproximadamente 5 a 10 KU de aumento de viscosidade após 4 semanas de envelhecimento a aproximadamente 60°C (140°F) (preferencialmente, a viscosidade envelhecida de KU não superior a 5 Unidades KU maior do que a viscosidade inicial após o envelhecimento térmico); a composição de tinta látex pode incluir aproximadamente 30 a aproximadamente 50 por cento em peso do copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico, e aproximadamente 10 a aproximadamente 25 por cento em peso da partícula inorgânica; o copolímero da composição pode incluir adicionalmente monômeros de ureído, monômeros de amino, monô- meros de sulfonato ou tensoativos, monômeros de acetoacetato, monômeros de epóxi, monômeros de carbonila, monômeros de amida, monômeros de silano, monômeros de fosfato ou tensoativos, monôme- ros de carboxila ou tensoativos, e combinações dos mesmos; ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável pode incluir fosfato acrilato propoxilado ou etoxilado ou fosfato metacrilato propoxilado ou etoxilado e suas blendas; ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado pode incluir butil acrilato ou metacrilato, isobutil acrilato ou metacrilato, butil acrilato ou metacrilato terciário, octil acrilato ou metacrilato, isooctil acrilato ou metacrilato, dibutil maleato, dioctil ma- leato, ésteres ramificados ou vinílicos, combinações destes e monô- meros similares; os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados podem incluir um vinil éster com uma cadeia de carbono linear ou ramificada C4 a C30; ao menos uma porção dos tensoativos de fosfato polimerizáveis pode ser polimerizada adjacente aos monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados; a composição pode ainda incluir unidades polimerizáveis adicionais selecionadas a partir do grupo que consiste de vinil acetato, alquil acrilato, alquil metacrilato, acrílico, estireno acrílico, alil imidazolidinona, alil-hidroxioproil sulfato de sódio e combinações destes; o copolímero pode adicionalmente compreender aproximadamente 0,1 a aproximadamente 5 por cento em peso dos tensoativos de fosfato polimerizáveis e aproximadamente 1 a aproximadamente 30 por cento em peso dos monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados; o copolímero pode ainda compreender aproximadamente 60 a aproximadamente 90 por cento em peso de vinil acetato e aproximadamente 10 a aproximadamente 25 por cento em peso de alquil acrilato ou alquil metacrilato; o copolímero pode ainda incluir uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico em termos de uma relação em peso dos tensoativos de fosfato polimerizáveis (em uma base ativa) para os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:20; a partícula inorgânica pode ser selecionada a partir do grupo que consiste de dióxido de titânio, argila, carbonato de cálcio, óxido de alumínio, dióxido de silício, óxido de magnésio, talco, óxido de zinco, sulfato de zinco, óxido de sódio, óxido de potássio e suas combinações; os tensoativos de fosfato polimerizáveis podem ter um peso molecular médio ponderal de aproximadamente 100 a aproximadamente 1500, em outras abordagens, aproximadamente 100 a aproximadamente 1000 e ainda em outras abordagens, aproximadamente 100 a aproximadamente 500; e/ou a composição pode ainda incluir pigmentos extensores, modificadores de reologia, tensoativos e combinações destes.

[0013] Copolímeros e composições de tintas látex usando tais copolímeros que são estáveis ao envelhecimento térmico e fornecem boa aderência, resistência a bloqueio e cobertura (quando usados em uma tinta látex) enquanto usando quantidades menores de pigmento são descritos aqui. Em um aspecto, as composições estáveis ao envelhecimento térmico incluem um copolímero acrílico, estireno acrílico, vinil acrílico ou suas blendas incluindo, como unidades polime- rizáveis adicionais, ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável e ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado que são ambos polimerizados na cadeia principal do copolímero de acrílico, estireno acrílico, vinil acrílico. O copolímero pode incluir uma partícula inorgânica ou partícula de pigmento associada ou combinada com o copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico, formando assim uma composição ou complexo de pigmento-polímero. Estes copolímeros e composições ou complexos de pigmento-polímero fornecem, surpreendentemente, maior durabilidade e/ou estabilidade ao envelhecimento térmico em relação aos polímeros e pigmentos anteriores, fornecendo boa aderência, resistência a bloqueio e cobertura ao mesmo tempo quando usados em uma tinta látex. Além disso, as composições de tinta látex aqui descritas atingem esse desempenho preferencialmente sem a necessidade de polímeros ou copolímeros de látex adicionais para conseguir estabilidade. Isto é, em algumas abordagens, os copolímeros da presente descrição são o único polímero de látex na composição e funcionam tanto como um ligante quanto para formar as composições ou complexos de pigmento- polímero para conseguir as surpreendentes composições de tinta látex.

[0014] Determinada terminologia é usada aqui apenas por conveniência e não deve ser tomada como uma limitação da presente invenção. A linguagem relativa usada aqui é entendida melhor com referência aos desenhos (se houver), nos quais numerais iguais são usados para identificar itens similares. Além disso, nos desenhos, certas características podem ser mostradas de uma forma esquemática.

[0015] Nota-se também que a frase "ao menos um", se aqui utili zada, seguida por uma pluralidade de elementos significa aqui um dos elementos, ou uma combinação de mais do que um dos elementos. Por exemplo, a frase "ao menos um de um primeiro objeto e um segundo objeto" significa no presente pedido: o primeiro objeto, o segundo objeto ou o primeiro objeto e o segundo objeto. Da mesma forma, "ao menos um de um primeiro objeto, um segundo objeto e um terceiro objeto" significa no presente pedido: o primeiro objeto, o segundo objeto, o terceiro objeto, o primeiro objeto e o segundo objeto, o primeiro objeto e o terceiro objeto, o segundo objeto e o terceiro objeto, ou o primeiro objeto e o segundo objeto e o terceiro objeto.

Glossário de termos

[0016] "Opacidade" ou cobertura (em algumas abordagens), como usado aqui, refere-se geralmente à capacidade de uma película de espalhar a luz com base na espessura da película. A opacidade é frequentemente expressa como S/mil e pode estar na forma de coeficientes de espalhamento de Kubelka-Munk, conforme determinado usando uma modificação de ASTM D 2805-70 como descrito por JE Mchutt e HL Ramsay em American Paint and Coatings Journal, abril de 1988, pág. 46 pelo método de redução de peso, que é aqui incorporado por referência.

[0017] "Polímero opaco", como usado aqui, refere-se geralmente a uma rede polimérica que engloba ou envolve substancialmente um volume definido. Em algumas modalidades, um Polímero Opaco compreende poliestireno. Os polímeros opacos estão comercialmente disponíveis a partir de fornecedores comerciais. Os polímeros opacos comercialmente disponíveis exemplificativos são Ropaque Ultra EF ou Ropaque OP-96 EF (ambos disponíveis a partir de Dow Chemical Company, Midland, MI). Em certas modalidades, o volume definido de um Polímero Opaco compreende o ar formando um vazio que espalha a luz. Para modalidades incluindo um líquido dentro do volume definido, o líquido é eventualmente substituído por ar, criando um vazio que espalha a luz. Os Polímeros opacos podem ser usados como substitutos parciais do TiO2 em tintas ou outros revestimentos para aumentar a cobertura e a brancura em tintas e revestimentos.

[0018] "Concentração de Volume de Pigmento" ou "PVC", como usado aqui, refere-se a um número que representa o volume de pigmento em comparação com o volume de todos os sólidos. No campo de tintas e revestimentos, o PVC é uma medida útil porque o Ligante atua como o material para unir todo o pigmento e outras matérias-primas na tinta e o valor do PVC garante que há ligante suficiente para permitir que a tinta adira adequadamente a qualquer coisa que ela foi aplicada além de conter todos os outros componentes da tinta. Se uma tinta não tiver nenhum pigmento, geralmente será muito brilhante e terá um PVC de zero. Um exemplo é a tinta de brilho claro. As tintas planas têm uma carga de pigmento muito alta e têm altos PVCs (geralmente na faixa de aproximadamente 35% até aproximadamente 80%). Outra faixa exemplificativa não limitante de PVC em que o pigmento pode ser carregado é de aproximadamente 60% a aproximadamente 75%. Iniciadores e subcapas variam de 30% a aproximadamente 50% de PVC como tintas semibrilho, acetinadas e de baixo brilho.

[0019] "Yblack", como usado aqui, representa o valor de refletância de um revestimento e mede a capacidade de um revestimento de cobrir um fundo preto. A medição de Yblack pode ser feita como parte da medição da relação de contraste.

[0020] "Ywhite", como usado aqui, representa o valor de refletância de um revestimento e mede a capacidade de um revestimento de refletir a luz contra um fundo branco. A medição de Ywhite pode ser feita como parte da medição da relação de contraste.

[0021] "Relação de Contraste", como usado aqui, é calculada como Yblack/Ywhite e é a relação entre a refletância de uma película em um substrato preto para a refletância de uma película idêntica em um substrato branco. ASTM D2805-11 fornece a medição da relação de contraste.

[0022] "Ligante", como usado aqui, refere-se a moléculas de cadeia longa de polímeros ou resinas que são materiais formadores de filme. Os ligantes são geralmente responsáveis pela colagem ou ligação de materiais de revestimento em conjunto e ao substrato. Os polímeros de látex são um exemplo não limitante de um ligante que pode ser disperso em água utilizando um dispersante e a formação de filme (ou outra formação de rede) ocorre pela união (ou coalescência) destas partículas sólidas à medida que a água evapora ou é retirada. Os ligantes exemplificativos que podem ser utilizados na presente descrição incluem, mas não estão limitados a, polivinil acetatos, vinil acrílicos, estireno butadieno, estireno acrílicos, polímeros e copolímeros de etileno vinil, tal como aqui discutido. Em algumas abordagens, os copolímeros aqui funcionam como um ligante de tinta e nenhum ligante adicional é utilizado.

[0023] "Brilho", como usado aqui, também pode às vezes ser referido como "gloss". Acredita-se que, como a maioria dos extensores tem um índice de refração da luz que está próximo do índice de refração dos ligantes da maioria dos revestimentos, abaixo do CPVC, uma película extensora/látex será amplamente transparente à luz visível. Em um revestimento, um acabamento brilhante indica que a superfície que tem um revestimento aplicado (isto é, "acabado") é reluzente ou semelhante a vidro. O brilho de uma superfície é descrito como o reflexo da luz a partir da superfície que é independente da cor. ASTM D523 pode ser usado para medir o brilho. O ângulo prescrito no qual a luz é refletida da superfície pode variar, mas para os propósitos desta descrição para medir 85 Sheen, é medido a 85° em relação à superfície refletindo a luz. O ASTM D523 também pode ser usado para descrever 60 Gloss, que é medido a 60° em relação à superfície refletindo a luz. Um versado na técnica é capaz de determinar níveis relativos de brilho (baixo versus alto) no contexto de cada revestimento.

[0024] "Tinta", como usado aqui, refere-se a qualquer mistura compreendendo diferentes tipos de matérias-primas, cada uma com sua própria função, que deve ser balanceada para alcançar as propriedades desejadas no produto final ou revestimento de película. As duas principais funções da tinta são decoração e proteção. Uma tinta pode conter um solvente (que pode incluir um componente volátil derivado de um destilado de petróleo para uma tinta à base de solvente, ou um baixo VOC ou sem VOC, ou água para uma tinta à base de água), um ligante, um pigmento, enchimentos (tal como um extensor ou uma pluralidade de extensores de tamanhos diferentes) e um aditivo, que pode conferir funcionalidade diferente à tinta ou ao revestimento final. As modalidades podem incluir um aglomerado de pigmentos como um componente do mesmo, opcionalmente em combinação com ao menos um do solventes, ligante, pigmento, enchimento e aditivo.

[0025] "Revestimentos", como usado aqui, refere-se a composições tais como tinta, corantes, lacas, etc.

[0026] "Aditivos", como usado aqui, refere-se a uma categoria geral de componentes ou outras matérias-primas que podem ser adicionadas aos revestimentos aqui descritos para promover várias propriedades. Os exemplos incluem, mas não estão limitados a, tensoativos, antiformadores de espuma, biocidas, oidicidas, algicidas, espessantes, agentes antisedimentação, tampões de pH, inibidores de corrosão, secantes e/ou agentes antidescascamento.

[0027] "Esfregabilidade" ou "Esfrega", tal como aqui utilizado, refere-se geralmente capacidade do revestimento resistir à erosão causada por esfrega.

[0028] "Lavabilidade", como é aqui utilizado, refere-se à capacidade de um revestimento exibir propriedades de resistência a manchas e de remoção de manchas.

[0029] "Absorver" ou "adsorção", como geralmente usado aqui, refere-se a um pigmento ou partícula inorgânica que se associou ou entrou em contato com os copolímeros ou tem uma afinidade com os copolímeros aqui descritos, tal como os grupos fosfato dos tensoativos polimerizáveis como descrito aqui. Esta afinidade ou adsorção pode ser através da fisissorção, quimissorção, atração eletrostática ou por outros meios.

[0030] "Impedimento" ou "Impedimento estérico", como geralmente usado aqui, refere-se a um grupo polimérico que estericamente reduz, controla e regula a capacidade de um monômero polimérico ou tensoativo polimérico de adsorver ou se associar com um pigmento ou partícula inorgânica. Um grupo de impedimento estérico tende a ser uma cadeia lateral volumosa ou um grupo que se estende a partir da cadeia principal polimérica dos copolímeros aqui descritos. O grupo de impedimento estérico pode abranger qualquer monômero ou tensoativo adsorvente ou associativo do copolímero ou pode bloquear o acesso do pigmento ou partícula inorgânica ao monômero adsorvente ou associativo ou ao tensoativo do copolímero. Como discutido adicionalmente neste documento, o grupo de impedimento estérico pode ser selecionado a partir de quaisquer monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados, polimerizados na cadeia principal do polímero, com comprimentos de cadeia do grupo lateral de impedimento estérico de C4 a C30.

[0031] "Estabilidade ao Envelhecimento Térmico", como geral mente usado aqui, refere-se a uma composição de tinta que exibe um aumento de viscosidade de menos de 5 a 10 unidades KU após aproximadamente 4 semanas de envelhecimento a aproximadamente 60°C (140°F) e, de preferência, permanece não gelificado. A viscosidade é medida em unidades KU ou Krebs, de acordo com ASTM D562.

[0032] "Intensidade da tonalidade", como geralmente usado aqui, refere-se à capacidade de um pigmento de alterar a tonalidade de outro pigmento e pode ser medida comparando o valor da intensidade da tonalidade de uma amostra com um padrão usando um espec- trofotômetro para determinar o aumento ou diminuição percentual de uma amostra de tinta em comparação com o padrão. Se a intensidade da tonalidade for positiva, então a amostra terá melhor cobertura do que o padrão. Se a intensidade da tonalidade for negativa, a amostra terá menos capacidade de cobertura do que o padrão.

[0033] "Aderência" ou "Aderência a úmido", como geralmente usado aqui, refere-se a uma propriedade de tinta seca e à capacidade de um revestimento de aderir a um substrato sob condições úmidas. O método padrão para aderência a úmido de tintas látex é a um substrato de esmalte alquídico brilho. O método de teste usado aqui para aderência é ASTM D6900-10.

[0034] "Bloqueio" ou "Resistência a Bloqueio", como geralmente usado aqui, refere-se à capacidade da tinta de resistir à aderência a si própria ou a outra superfície recentemente revestida e é medida por ASTM-D 4946-89 com resultados sendo < 6 após 1, 3 e 7 dias.

[0035] "Brilho", como geralmente usado aqui, refere-se à intensi dade de brilho medida a 60 graus e é determinada de acordo com ASTM D323.

Cadeia Principal do Copolímero

[0036] De acordo com um aspecto, uma composição ou complexo de pigmento-polímero para uma composição de tinta látex que é fornecida é configurada, em algumas abordagens, para fornecer aderência, resistência a bloqueio e coberturas melhoradas em uma composição de tinta estável com níveis reduzidos de pigmento ou partículas inorgânicas. Os polímeros e as composições de tinta exibem boa estabilidade com pouco aumento da viscosidade após o envelhecimento térmico. A composição ou complexo de pigmento- polímero inclui um copolímero de acrílico, estireno acrílico ou de vinil acrílico e/ou blendas dos mesmos com, como unidades polimerizáveis, ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável e ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado que é polimerizado na cadeia principal do polímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico. A composição ou complexo também inclui um pigmento ou partícula inorgânica associada ao copolímero de acrílico, estireno acrílico ou vinil acrílico, formando a composição ou complexo de pigmento-polímero. O polímero é configurado para fornecer as propriedades melhoradas em uma tinta látex estável ao envelhecimento térmico, mesmo quando usando menos pigmento ou partículas inorgânicas na tinta.

[0037] No que se refere a mais das especificidades, o copolímero é de preferência, um polímero ou um copolímero de acrílico, estireno acrílico, ou vinil acrílico e/ou blendas dos mesmos, incluindo monôme- ros etilenicamente insaturados com ao menos ácido carboxílico, alquil acrilato, alquil metacrilato ou porções de acetato. O copolímero pode incluir como unidades polimerizáveis em uma cadeia principal do polímero monômeros de vinila e monômeros acrílicos tais como ao menos vinil acetato, alquil acrilato, alquil metacrilato, acrílico, estireno acrílico, e suas combinações. Os grupos alquila dos monômeros podem ter comprimentos de cadeia de C1 a C4 e, em algumas abordagens, são grupos laterais etila, propila, isopropila, butila e similares.

[0038] Os monômeros de vinila preferenciais são selecionados a partir do grupo que consiste de vinil ésteres, vinil hidrocarbonetos aromáticos, vinil hidrocarbonetos alifáticos, vinil alquil éteres e misturas dos mesmos. Exemplos de vinil ésteres que podem ser utilizados incluem vinil acetato, vinil propionato, vinil laurato, vinil pivalato, vinil nonanoato, vinil decanoato, vinil neodecanoato, vinil butiratos, vinil benzoatos e vinil isopropil acetatos. Exemplos de vinil hidrocarbonetos aromáticos que podem ser utilizados incluem estireno, metil estirenos e outros alquil estirenos inferiores, cloroestireno, vinil tolueno, vinil naftaleno e divinil benzeno. Exemplos de vinil hidrocarbonetos alifáticos que podem ser utilizados incluem cloreto de vinila e cloreto de vinilideno, bem como alfa olefinas, tal como etileno, propileno, isobutileno, bem como dienos conjugados tal como 1,3-butadieno, metil-2-butadieno, 1,3- piperileno, 2,3-dimetilbutadieno, isopreno, ciclohexeno, ciclopentadieno e diciclopentadieno. Exemplos de vinil alquil éteres que podem ser utilizados incluem metil vinil éter, isopropil vinil éter, n-butil vinil éter e isobutil vinil éter.

[0039] Os monômeros acrílicos adequados para uso na presente invenção incluem quaisquer compostos com funcionalidade acrílica. Os monômeros acrílicos preferenciais são selecionados a partir do grupo que consiste de alquil (met)acrilatos, ácidos acrílicos, assim como derivados aromáticos de ácido (met)acrílico, acrilamidas e acrilonitrilo. Tipicamente, os monômeros de alquil (met)acrilato (também aqui chamados de "alquil ésteres de ácido (met)acrílico") terão uma porção de alquil éster contendo de 1 a 12, de preferência aproximadamente 1 a 5 átomos de carbono por molécula.

[0040] Os monômeros acrílicos adequados incluem, por exemplo, metil (met)acrilato, etil (met)acrilato, butil (met)acrilato, propil (met)acri- lato, 2-etil hexil (met)acrilato, ciclohexil (met)acrilato, decil (met)acrilato, isodecil (met)acrilato, benzil (met)acrilato, isobomil (met)acrilato, neopentil (met)acrilato, 1-adamatil metacrilato e vários produtos de reação tais como butil, fenil e cresil glicidil éteres reagiram com ácido (met)acrílico, hidroxialquil (met)acrilatos, tal como hidroxietil e hidro- xipropil (met)acrilatos, amino (met)acrilatos, bem como ácidos acrílicos tal como ácido (met)acrílico, ácido etacrílico, ácido alfa-cloroacrílico, ácido alfa-cianoacrílico, ácido crotônico, ácido beta-acrilóxi propiônico e ácido beta-estiril acrílico.

[0041] Em algumas abordagens, o copolímero inclui aproxima damente 60 a aproximadamente 90 por cento em peso de um monômero de vinil acetato, e em outras abordagens, aproximadamente 70 a aproximadamente 80 por cento em peso de um monômero de vinil acetato. O copolímero também pode incluir aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por cento em peso de um monômero de alquil acrilato ou alquil metacrilato, e em outras abordagens, aproximadamente 15 a aproximadamente 25 por cento em peso de um monômero de alquil acrilato ou alquil metacrilato. O copolímero pode ainda incluir aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1,0 por cento em peso de um monômero de ácido acrílico, e em outras abordagens, aproximadamente 0,05 a aproximadamente 0,5 por cento em peso de um monômero de ácido acrílico.

Tensoativo de Fosfato Polimerizável

[0042] Os polímeros ou copolímeros da presente descrição também incluem, como unidades polimerizáveis adicionais, ao menos um tensoativo de fosfato polimerizável polimerizado na cadeia principal do polímero discutido acima. Por uma abordagem, o tensoativo de fosfato polimerizável inclui unidades de fosfato acrilato propoxilado ou etoxilado ou fosfato metacrilato propoxilado ou etoxilado e suas misturas polimerizadas na cadeia principal do polímero ou copolímero. Em algumas abordagens, a unidade de tensoativo de fosfato polimerizado na cadeia principal do copolímero tem um peso molecular médio ponderal de aproximadamente 100 a aproximadamente 1500, em outras abordagens, aproximadamente 150 a aproximadamente 1200, em outras abordagens, aproximadamente 200 a aproximadamente 1000, e ainda abordagens, aproximadamente 200 a aproximadamente 700. Em algumas abordagens e embora não completamente compreendido, o tensoativo de fosfato polimerizável pode formar uma composição ou complexo com partículas de pigmento ou partículas inorgânicas através de uma afinidade ou adsorção via fisissorção, quimissorção, atração eletrostática ou por outros meios com o fosfato.

[0043] Em uma abordagem, o tensoativo de fosfato polimerizável polimerizado na cadeia principal do polímero inclui unidades poliméricas tendo a estrutura da fórmula 1 abaixo:

onde R é ou hidrogênio ou um grupo metila, X é um grupo alquila linear ou ramificado, tal como um grupo etila ou propila, e n é um número inteiro selecionado para fornecer a faixa de peso molecular como discutido acima.

[0044] Em algumas abordagens, os copolímeros incluem aproxi madamente 0,1 a aproximadamente 5 por cento em peso das unidades de tensoativo de fosfato polimerizáveis polimerizadas na cadeia principal do polímero, e em outras abordagens, aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3 por cento em peso do tensoativo de fosfato.

Monômero Hidrofóbico Linear ou Ramificado

[0045] O copolímero da presente invenção também inclui, como um monômero polimerizável adicional, ao menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado que também é polimerizado na cadeia principal do copolímero. Em algumas abordagens, o monômero hidrofóbico linear ou ramificado inclui monômeros de vinil éster de cadeia lateral longa tal como isobutil acrilato ou metacrilato, butil acrilato ou metacrilato terciário, etil hexil acrilato ou metacrilato, lauril acrilato ou metacrilato, octil acrilato ou metacrilato, isooctil acrilato ou metacrilato, dibutil maleato, dioctil maleato, cadeias laterais de ésteres ramificados ou vinílicos e suas combinações. Em outras abordagens, os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados incluem um vinil éster com uma cadeia lateral de carbono C4 a C30 linear ou ramificada e, ainda em outras abordagens, um vinil éster com uma cadeia de carbono C6 a C20 ramificada e preferencialmente saturada, como discutido mais abaixo.

[0046] Apesar de não desejar ser limitado pela teoria, o monômero ramificado de cadeia longa tende a fornecer impedimento estérico à adsorção ou afinidade entre o pigmento ou partículas inorgânicas e o tensoativo de fosfato, que em algumas abordagens, auxilia na estabilidade ao envelhecimento térmico dos copolímeros aqui utilizados quando utilizados em uma composição de tinta látex. Por exemplo, o grupo polimérico de cadeia longa do monômero de vinil éster tende a controlar, regular ou limitar estericamente a capacidade de um tensoativo de fosfato de adsorver, associar ou formar uma afinidade com um pigmento ou partícula inorgânica, o que ajuda na estabilidade térmica dos polímeros aqui citados. O grupo de impedimento estérico tende a ser uma cadeia lateral volumosa ou grupo que se estende a partir da cadeia principal polimérica dos copolímeros aqui descritos. Em algumas abordagens, o monômero e/ou a grande cadeia lateral volumosa podem ser não polares ou incluir grupos hidrocarbonados não polares. O grupo de impedimento estérico pode cobrir ao menos uma porção de qualquer tensoativo adsorvente ou associativo do copolímero ou bloquear ao menos uma porção do acesso do pigmento ou partícula inorgânica ao tensoativo adsorvente ou associativo do copolímero. Como discutido adicionalmente neste documento, o grupo de impedimento estérico pode ser selecionado a partir de quaisquer monômeros hidrofóbicos ou não polares lineares ou ramificados com comprimento de cadeia do grupo de impeditivo estérico de C4 a C30, em outras abordagens, C6 a C20 e ainda em outras abordagens C9 para C12, cadeias de carbono lineares ou ramificadas.

[0047] Em algumas abordagens, a cadeia de carbono ramificada que se estende a partir da ligação éster do monômero hidrofóbico pode ser não polar e pode incluir ao menos 3 a 4 cadeias laterais de alquila separadas, estendendo-se a partir de uma porção alquila central C1 a C4 de um vinil éster. Em algumas abordagens, cada uma das 3 a 4 cadeias laterais de alquila separadas pode ser um hidrocarboneto linear ou ramificado C1 a C4. Ainda em outras abordagens, o monômero hidrofóbico pode ter uma temperatura de transição vítrea (Tg) negativa. Para este fim e em algumas abordagens, o monômero hidrofóbico linear ou ramificado pode ter ao menos uma porção polimerizada adjacente, ou ao menos dentro de uma posição monomérica próxima, para fornecer o impedimento estérico à adsorção, afinidade ou contato do pigmento ou polímero inorgânico com o tensoativo de fosfato para ajudar a fornecer a estabilidade e outras características da tinta aqui descritas.

[0048] Em algumas abordagens, o copolímero pode incluir aproxi madamente 5 a aproximadamente 30 por cento em peso do monômero hidrofóbico linear ou ramificado, e em outras abordagens, aproximadamente 10 a aproximadamente 20 por cento em peso do monômero hidrofóbico linear ou ramificado. Um exemplo de um monô- mero hidrofóbico ramificado adequado pode ser vinil neodecanoato e vinil neononato.

[0049] Em algumas abordagens, para ajudar a alcançar a estabi lidade das composições de tinta, incluindo o copolímero e pigmentos ou partículas inorgânicas aqui descritos, uma relação de tensoativo- hidrofóbico no copolímero pode ser útil. Por exemplo, um excesso de tensoativo de fosfato em relação ao monômero hidrofóbico tende a resultar na instabilidade do polímero e das composições de tinta da presente invenção (isto é, aumento excessivo da viscosidade ou gelificação no envelhecimento térmico) e, por outro lado, muito pouco tensoativo resulta em cobertura fraca e relações de contraste das composições de tinta. Por uma abordagem, uma relação de fosfato- hidrofóbico em termos de uma relação em peso do tensoativo de fosfato polimerizável (em uma base ativa) para os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados no copolímero para alcançar a estabilidade ao envelhecimento térmico, boa aderência e cobertura ao mesmo tempo pode ser de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:20, e em outras abordagens aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:15, e ainda em outras abordagens, aproximadamente 1:8 a aproximadamente 1:10.

Outros Monômeros

[0050] O copolímero da presente invenção pode incluir outros monômeros polimerizados na cadeia principal do polímero, conforme necessário para uma aplicação particular. Por exemplo, o copolímero pode ainda incluir monômeros de ureído, monômeros de amino, monômeros de sulfonato ou tensoativos, monômeros de silano, monô- meros ou tensoativos de fosfato, monômeros ou tensoativos de carboxila e suas combinações. Em algumas abordagens, o copolímero pode ainda incluir monômeros de vinila tais como alil imidazolidinona, alil acetoacetatos, alil epóxidos, epóxi acrilatos, monômeros de carbonila, outros sulfonatos, outros fosfonatos, vinil fosfonato, alil hidróxiopil sulfonato de sódio, alilóxi hidróxipropil sulfonato de sódio e suas combinações conforme necessário para uma aplicação particular.

[0051] Em algumas abordagens, por exemplo, os outros monôme- ros podem estar presentes no copolímero em quantidades até aproxi-madamente 10 por cento em peso, e em outras abordagens, aproxi-madamente 0,1 a aproximadamente 5 por cento em peso, em outras abordagens, aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 por cento em peso, mas as quantidades podem variar dependendo da aplicação particular. Em outras abordagens, os outros monômeros ou monômeros adicionais podem ser incluídos na cadeia principal do polímero em quantidades inferiores a aproximadamente 1 por cento em peso.

[0052] Em algumas abordagens, o copolímero pode incluir até aproximadamente 1 por cento em peso de monômero alil imidazolidi- nona para ajudar na aderência a úmido da composição de tinta e até aproximadamente 1 por cento em peso de monômero de alil hidroxi- propil sulfonato de sódio para fornecer estabilidade mecânica e térmica ao polímero e à composição de tinta. Em algumas abordagens não são necessários monômeros de imidazolidona, sulfonato e/ou amida.

Pigmento ou Partícula Inorgânica

[0053] As composições de copolímero e tintas látex da presente descrição também incluem um pigmento ou partícula inorgânica. As partículas de pigmentos ou partículas inorgânicas adequadas utilizadas nas composições ou complexos de polímeros ou na composição de tinta á base de água da presente descrição podem ser dióxido de titânio (TiO2), óxido de zinco (ZnO2), carbonato de cálcio (CaCO3), talco, materiais argilosos, óxido de alumínio, dióxido de silício, óxido de magnésio, sulfato de zinco, óxido de sódio, óxido de potássio, combinações destes, ou outro pigmento conhecido ou partículas inorgânicas adequadas para tintas e outros revestimentos. Em algumas abordagens, o pigmento ou partícula inorgânica é dióxido de titânio, que pode compreender dióxido de titânio anatase ou dióxido de titânio rutilo, ou uma mistura dos dois. Em outras abordagens, o pigmento ou partícula inorgânica compreende dióxido de titânio rutilo, com exclusão do dióxido de titânio anatase. Em algumas abordagens, o dióxido de titânio rutilo é tratado superficialmente com um óxido inorgânico, tal como a sílica (SiO2). Geralmente, o dióxido de titânio tem um tamanho de partícula de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 0,3 mícron de diâmetro e é fornecido na forma de pó, ou em uma suspensão aquosa. Um exemplo de um dióxido de titânio que é adequado para utilização na presente invenção é o Ti-Pure® R-706, que está comercialmente disponível em E.I. du Pont de Nemours and Company. O dióxido de titânio Ti-Pure® R-706 é um dióxido de titânio rutilo que é tratado superficialmente com sílica.

[0054] Além disso, os copolímeros fornecem as características de tinta látex desejadas com cargas reduzidas de pigmento ou partículas inorgânicas devido, em parte e não desejando ser limitadas pela teoria, à capacidade única dos copolímeros de manter o espaçamento e uniformidade do pigmento ou partículas inorgânicas ao longo de uma ampla faixa de PVC e sem absorver em demasia a partícula de pigmento na medida em que as tintas se tornam instáveis com o envelhecimento. Por exemplo, as composições de tinta látex podem ter um fator de carga de pigmento ou de partículas em termos de uma relação em peso de partícula inorgânica ou pigmento para os copolímeros da presente invenção (uma razão de pigmento para látex) superior a aproximadamente 1:2 e em algumas abordagens aproximadamente 1,2 a aproximadamente 1,3. Em outras abordagens, a relação pode ser superior a 1:2,1, que é preferencialmente para composições de tinta com valores de brilho abaixo de aproximadamente 25, e ainda apresentam características similares ou melhores de tintas estáveis com maiores cargas de pigmento. Em outras abordagens, tais como para composições de tinta com maiores valores de brilho (superiores a aproximadamente 25), as composições de tinta látex podem ter uma relação de pigmento para látex superior a 1:2,2 e em outras abordagens uma relação de pigmento para látex de aproximadamente 1:2,2 a 1:3. Portanto, as composições de tinta látex têm uma carga maior de polímero em relação aos pigmentos ou partículas inorgânicas do que as tintas látex anteriores e ainda alcançam a estabilidade ao envelhecimento térmico.

Preparação de Composições de Polímeros e Composições de Tintas Látex

[0055] A presente descrição também inclui métodos de preparar os copolímeros e composições de tinta. Os copolímeros podem ser sintetizados através de técnicas de polimerização em emulsão e a composição de tinta pode ser preparada utilizando métodos de mis- turação padrão para a fabricação de tintas e revestimentos.

[0056] Preferencialmente, os copolímeros da presente descrição podem ser formados por polimerização em emulsão de radical livre utilizando técnicas conhecidas dos especialistas. Por uma abordagem, um reator é primeiro carregado com um meio aquoso, quaisquer estabilizadores e tensoativos. Separadamente, uma mistura de pré- emulsão de monômeros é preparada dispersando as várias unidades polimerizáveis e monômeros discutidos acima em um meio aquoso juntamente com estabilizadores, tensoativos, antiformadores de espuma e similares. Uma pequena quantidade da pré-emulsão de monô- meros pode ser removida para semeadura. Em seguida, uma solução oxidante redox pode ser preparada dissolvendo-se persulfato de sódio e álcool ter-butílico em água. Uma pequena quantidade do oxidante redox também pode ser removida para a semeadura. Uma solução redutora pode ser preparada dissolvendo-se meta bissulfito de sódio e um derivado de ácido sulfúrico (Bruggolite FF6) em água. Uma pequena quantidade da solução redutora também pode ser removida para semeadura.

[0057] Em seguida, uma solução oxidante chase e uma solução redutor chase podem ser preparadas. A solução oxidante chase é preparada por t-butil hidroperóxido em água, e a solução redutora chase é preparada combinando meta bissulfito de sódio e um derivado de ácido sulfúrico (Bruggolite FF6) em água.

[0058] Após um período de manutenção da reação, o reator pode ser resfriado até aproximadamente 60°C ou abaixo, onde as soluções oxidante chase e redutora chase são alimentadas ao reator durante um período de aproximadamente 30 a 60 minutos. O reator é novamente mantido por aproximadamente 15 a 60 minutos. O reator é então resfriado adicionalmente e quaisquer ingredientes pós-adição, tais como conservantes, antiformadores de espuma, ajustadores de pH e similares, podem ser adicionados. O polímero resultante pode ser filtrado, se necessário.

[0059] A composição de revestimento à base de água da presente invenção, utilizando os copolímeros aqui descritos, pode ser produzida utilizando técnicas convencionais de formação de tinta látex conhecidas dos versados na técnica de fabricação de tintas. Além do copolímero ou látex ligante descrito acima (que pode ser o único látex ligante nas tintas), um látex dispersante opcional, um extensor opcional e um espessante opcional, a composição de revestimento à base de água pode conter aditivos convencionais tais como auxiliares de coalescência, biocidas, agentes antiformadores de espuma, aditivos de congelamento e descongelamento, modificadores de reologia, tensoativos, conservantes e similares e suas combinações. Dever-se-ia também apreciar que, além do pigmento e do extensor, podem ser utilizadas pequenas quantidades de outros pigmentos ou corantes para fornecer a coloração desejada ou para conferir outros efeitos ópticos.

Experimental

[0060] Os exemplos seguintes demonstram a preparação de copolímeros e composições de tinta tais como as descritas acima. Os exemplos pretendem ser representativos dos polímeros que podem ser preparados e não pretendem limitar o escopo da presente descrição aos exemplos ilustrativos específicos descritos abaixo. Todas as porcentagens, relações e quantidades nesta descrição são em peso, a menos que especificado ao contrário.

Exemplo 1

[0061] Este Exemplo prepara o Polímero A (1,5% de tensoativo de fosfato, 15% de monômero hidrofóbico de vinil éster ramificado) e formulado em uma tinta que permanece estável ao envelhecimento térmico a 60°C (140°F) por quatro semanas. O polímero A tinha uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico de 1:10.

[0062] O polímero A é preparado da seguinte maneira: Preparar a pré-emulsão de monômero misturando 638,50 gramas de água, 0,8 gramas de bicarbonato de sódio, 39,61 gramas (60% ativos) de tensoativo aniônico, 47,54 gramas (50% ativos) de tensoativo não iônico, 53,41 gramas de tensoativo de fosfato (55,6% de ativo, monômero de Sipomer, Solvay SA), 205,99 gramas de butil acrilato, 1465,67 gramas de vinil acetato, 1,99 gramas de ácido acrílico, 9,9 gramas de alil imidazolidinona, 24,5 gramas de alilóxi hidroxipropil sulfonato de sódio e 297 gramas de vinil éster ramificado (vinil neode- canoato, monômero veova, Momentive Specialty Chemicals, Inc.).

[0063] Carregar o reator equipado com um agitador de pá, um termopar, entrada de nitrogênio e condensador de refluxo com 877 gramas de água, 1 grama de bicarbonato de sódio, 39,61 gramas (60% de ativo) de agente tensoativo aniônico. O conteúdo do frasco é aquecido a 70° C sob atmosfera de nitrogênio. Uma solução de 0,14 gramas de persulfato de sódio em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. A pré-emulsão de monômero é alimentada ao reator ao longo de 240 minutos. Um par redox consistindo em solução de 5,9 gramas de persulfato de sódio em 75 gramas de água e 5,9 gramas de meta bissulfito de sódio em 75 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator ao longo de 245 minutos. A reação foi mantida a 70° C durante 30 minutos. O lote foi então resfriado a 60°C e um par redox consistindo de 1,6 gramas de meta bissulfito de sódio em 15 gramas de água e 2,26 gramas de t-butil peróxido em 15 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator durante 60 minutos. A reação foi mantida a 60°C durante 30 minutos. O lote foi resfriado para a temperatura ambiente.

Exemplo 2

[0064] Este Exemplo prepara o Polímero Comparativo B (1,5% de fosfato, 0% de monômero hidrofóbico de vinil éster ramificado) e quando formulado em uma tinta, gelifica em uma semana em envelhecimento térmico a 60°C (140°F). O Polímero Comparativo B tinha uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico de 0.

[0065] O polímero B é preparado como segue: Preparar a pré- emulsão de monômero misturando 642,23 gramas de água, 0,8 gramas de bicarbonato de sódio, 33,14 gramas (60% ativos) de tensoativo aniônico, 47,71 gramas (50% ativos) tensoativo não iônico, 53,61 gramas de tensoativo de fosfato (55,6% ativo) do Exemplo 1, 423,47 gramas de butil acrilato, 1552,72 gramas de vinil acetato, 1,99 gramas de ácido acrílico, 9,9 gramas de alil imidazolidinona e 24,5 gramas de alilóxi hidróxipropil sulfonato de sódio.

[0066] Carregar o reator equipado com um agitador de pá, um termopar, entrada de nitrogênio e condensador de refluxo com 878,7 gramas de água, 1 grama de bicarbonato de sódio, 33,14 gramas (60% ativo) de tensoativo aniônico. O conteúdo do frasco é aquecido a 70° C sob atmosfera de nitrogênio. Uma solução de 0,14 gramas de persulfato de sódio em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. A pré-emulsão de monômero é alimentada ao reator ao longo de 240 minutos. Um par redox consistindo em solução de 5,9 gramas de persulfato de sódio em 75 gramas de água e 5,9 gramas de meta bissulfito de sódio em 75 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator ao longo de 245 minutos. A reação foi mantida a 70° C durante 30 minutos. O lote foi então resfriado a 60° C e um par redox consistindo de 1,6 gramas de meta bissulfito de sódio em 15 gramas de água e 2,26 gramas de t-butil peróxido em 15 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator durante 60 minutos. A reação foi mantida a 60°C durante 30 minutos. O lote foi resfriado até a temperatura ambiente (20 a 25°C).

Exemplo 3

[0067] Este Exemplo prepara o Polímero C (1,2% de fosfato, 10% de monômero hidrofóbico de vinil éster ramificado) e formulado em uma tinta que permaneceu estável ao envelhecimento térmico a 60° C (140°F). O polímero C tinha uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico de 1:8,3.

[0068] O polímero C é preparado do seguinte modo: Preparar a pré- emulsão de monômero misturando 733,15 gramas de água, 0,8 gramas de bicarbonato de sódio, 48 gramas de tensoativo de fosfato (55,6% ativo) do Exemplo 1, 37,6 gramas (60% ativo) de agente tensoativo aniônico, 45 gramas (50% ativo) de tensoativo não iônico, 369 gramas de butil acrilato, 1644,6 gramas de vinil acetato, 2,25 gramas de ácido acrílico, 15,8 gramas de alil imidazolidinona, 22,5 gramas de alilóxi hidróxipropil sulfonato de sódio e 225 gramas de vinil éter ramificado (vinil neodecanoato) do Exemplo 1.

[0069] Carregar o reator equipado com um agitador de pá, um termopar, entrada de nitrogênio e condensador de refluxo com 937,4 gramas de água, 1,1 gramas de bicarbonato de sódio, 15 gramas (60% ativo) de tensoativo aniônico, 45 gramas (50% ativo) de tensoativo não iônico. O conteúdo do frasco é aquecido a 70°C sob atmosfera de nitrogênio. Uma solução de 0,14 gramas de persulfato de sódio em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. A pré-emulsão de monômero é alimentada ao reator ao longo de 240 minutos. Um par redox consistindo em solução de 2,6 gramas de persulfato de sódio e 3,8 gramas de t-butil peróxido em 115 gramas de água e 5,27 gramas de meta bissulfito de sódio em 115 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator ao longo de 245 minutos. A reação foi mantida a 70°C durante 30 minutos. O lote foi então resfriado a 60°C e um par redox consistindo de 1,8 gramas de meta bissulfito de sódio em 18 gramas de água e 2,6 gramas de t-butil peróxido em 18 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator durante 60 minutos. A reação foi mantida a 60° C durante 30 minutos. O lote foi resfriado até a temperatura ambiente.

Exemplo 4

[0070] Este Exemplo prepara o Polímero Comparativo D (1,2% de fosfato, 0% de monômero hidrofóbico de vinil éster ramificado). O polímero D também tem uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico de 0.

[0071] O polímero D é preparado como segue: Preparar a pré- emulsão de monômero misturando 644,79 gramas de água, 0,6 gramas de bicarbonato de sódio, 39,31 gramas de tensoativo de fosfato (55,6% ativo) do Exemplo 1, 32,9 gramas (60% ativo) de agente tensoativo aniônico, 39,5 gramas (50% ativo) de tensoativo não iônico, 419,1 gramas de butil acrilato, 1542,20 gramas de vinil acetato, 1,97 gramas de ácido acrílico, 13,8 gramas de alil imidazolidinona e 19,77 gramas de alilóxi hidroxipropil sulfóxido de sódio.

[0072] Carregar o reator equipado com um agitador de pá, um termopar, entrada de nitrogênio e condensador de refluxo com 822,55 gramas de água, 1 grama de bicarbonato de sódio, 13 gramas (60% ativo) de tensoativo aniônico, 39,5 gramas (50% ativo) de tensoativo não iônico. O conteúdo do frasco é aquecido a 70° C sob atmosfera de nitrogênio. Uma solução de 0,14 gramas de persulfato de sódio em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. A pré-emulsão de monômero é alimentada ao reator ao longo de 240 minutos. Um par redox consistindo em solução de 2,37 gramas de persulfato de sódio e 2,82 gramas de t-butil peróxido em 115 gramas de água e 4,34 gramas de meta bissulfito de sódio em 115 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator ao longo de 245 minutos. A reação foi mantida a 70° C durante 30 minutos. O lote foi então resfriado para 60° C e um par redox consistindo de 1,6 gramas de meta bissulfito de sódio em 15 gramas de água e 2,26 gramas de t-butil peróxido em 15 gramas de água foi alimentado separadamente ao reator durante 60 minutos. A reação foi mantida a 60° C durante 30 minutos. O lote foi resfriado até a temperatura ambiente.

Exemplo 5

[0073] As composições de copolímero A, B, C e D dos Exemplos 1 4 foram combinadas com dióxido de titânio e formuladas em uma composição de tinta casca de ovo utilizando técnicas padrão de formação de tinta látex. Também foram preparadas composições de tinta comparativas utilizando polímeros de vinil acrilato látex convencionais, que não incluíam um tensoativo de fosfato polimerizável ou um monômero de vinil éster hidrofóbico ramificado. As composições de tinta foram testadas quanto à aderência a úmido, bloqueio, refletância y, relação de contraste, intensidade da tonalidade e aumento de viscosidade após envelhecimento térmico. As tabelas a seguir fornecem dados relevantes das comparações. Tabela 1: Composições de Tinta Casca de Ovo

Tabela 1: Continuação

Tabela 2: Propriedades da Tinta Casca de Ovo

Tabela 2: Continuação

Tabela 3: Viscosidade da Tinta Látex Casca de Ovo

Exemplo 6:

[0074] A composição de copolímero C do Exemplo 3 foi também formulada em uma composição de tinta semibrilho e comparada com uma tinta formulada com o látex vinil acrílico convencional do Exemplo 5 e um látex comercialmente disponível (Evoque 1180). O vinil acrílico convencional não incluiu um tensoativo de fosfato polimerizável ou um monômero de vinil éster hidrofóbico ramificado. As tabelas a seguir fornecem dados relevantes das comparações. Tabela 4: Composições de Tintas Semibrilho

Tabela 4: Continuação

Tabela 5: Propriedades da Tinta Semibrilho

Tabela 5: Continuação

Tabela 6: Viscosidade da Tinta Látex Semibrilho

[0075] A menos que especificado de outro modo, todas as medições são feitas a 23 ± 1° C e 50% de umidade relativa. Todas as publicações, pedidos de patentes e patentes emitidas e aqui mencionadas são incorporadas em sua totalidade por referência. A citação de qualquer referência não é uma admissão em relação a qualquer determinação quanto à sua disponibilidade como técnica anterior para a invenção reivindicada.

[0076] As dimensões e valores aqui descritos não devem ser entendidos como estando estritamente limitados aos valores numéricos exatos citados. Em vez disso, a menos que seja especificado de outra forma, tal como dimensão pretende significar tanto o valor citado como uma faixa funcionalmente equivalente em torno desse valor. Todas as faixas indicadas pretendem significar qualquer ponto dentro dessa faixa. Por exemplo, uma dimensão descrita como "40 mm" deve significar "aproximadamente 40 mm".

[0077] Modalidades ilustrativas foram descritas acima. Será evi dente para os versados na técnica que os dispositivos e métodos acima podem incorporar alterações e modificações sem abandonar o escopo geral desta descrição. Ele visa incluir todas essas modificações e alterações no escopo da presente descrição. Além disso, na medida em que o termo "inclui" é usado ou na descrição detalhada ou nas reivindicações, tal termo deve ser inclusivo de uma maneira similar ao termo "compreendendo" 'medida que "compreendendo" é interpretado quando empregado como uma palavra de transição em uma reivindicação.

Claims

1. Complexo de pigmento-polímero, caracterizado pelo fato de que compreende: um polímero de acrílico, estireno acrílico, vinil acrílico ou copolímero blendado do mesmo incluindo, como unidades polimerizadas, pelo menos um tensoativo de fosfato polimerizável e pelo menos um monômero hidrofóbico linear ou ramificado; e uma partícula inorgânica associada ao polímero de acrílico, estireno acrílico, vinil acrílico ou copolímero blendado, formando o complexo de pigmento-polímero em que o polímero ou copolímero inclui 0,5 a 5 por cento em peso do(s) tensoativo(s) de fosfato polimerizado(s) e 5 a 20 por cento em peso do(s) monômero(s) hidrofóbico(s) linear(es) ou ramificado(s), e o polímero ou copolímero inclui 60 a 80 por cento em peso de monômeros de vinil acetato polimerizados e 10 a 25 por cento de monômeros de alquil acrilato ou alquil metacrilato; em que os monômeros de alquil acrilato ou alquil metacrilato têm comprimentos de cadeia de alquila de 1 a 4 carbonos; e em que o(s) monômero(s) hidrofóbico(s) linear(es) ou ramificado(s) tem comprimentos de cadeia de 6 a 20 carbonos.

2. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero ou copolímero inclui adicionalmente monômeros polimerizados de ureído, monômeros de amino, monômeros de amida, monômeros ou tensoativos de sulfonato, monômeros de silano, monômeros ou tensoativos de fosfato, monômeros ou tensoativos de carboxila e combinações dos mesmos.

3. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um tensoativo de fosfato polimerizável inclui fosfato acrilato propoxilado ou etoxilado, fosfato metacrilato propoxilado ou etoxilado, ou blendas dos mesmos.

4. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um monô- mero hidrofóbico linear ou ramificado inclui etil hexil acrilato ou metacrilato, lauril acrilato ou metacrilato, octil acrilato ou metacrilato, isooctil acrilato ou metacrilato, dibutil maleato, dioctil maleato, vinil ésteres, e combinações dos mesmos.

5. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte dos tensoativos de fosfato polimerizáveis é polimerizada adjacente aos monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados.

6. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente unidades polimerizadas adicionais selecionadas do grupo que consiste em vinil acetato, alquil acrilato, alquil metacrilato, acrílico, estireno acrílico, alil imidazolidinona e alil hidróxipropil sulfato de sódio polimerizáveis, e combinações dos mesmos.

7. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma relação de fosfato para monômero hidrofóbico de uma razão em peso dos tensoativos de fosfato polimerizáveis, em uma base ativa, para os monômeros hidrofóbicos lineares ou ramificados de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:20.

8. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a partícula inorgânica é selecionada do grupo que consiste em dióxido de titânio, argila, carbonato de cálcio, óxido de alumínio, dióxido de silício, óxido de magnésio, talco, óxido de zinco, sulfato de zinco, óxido de sódio, óxido de potássio e combinações dos mesmos.

9. Complexo de pigmento-polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tensoativos de fosfato polimerizáveis têm um peso molecular médio ponderal de aproximadamente 100 a aproximadamente 1500.