BR112019001761B1 - Composições selantes - Google Patents

Abstract

Uma composição selante inclui um primeiro componente e um segundo componente. O primeiro componente inclui água e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila. O segundo componente inclui um reticulador de epóxi silano. Caracteristicamente, o primeiro componente e o segundo componente são misturados no máximo 40 horas antes da aplicação da composição selante a um substrato.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Em pelo menos uma modalidade, a presente invenção está relacionada a revestimentos à base de água a partir dos quais um revestimento selante pode ser formado.

FUNDAMENTOS

[0002] Tintas e revestimentos relacionados são onipresentes, encontrando inúmeras aplicações para fins estéticos e funcionais. Em muitas aplicações, os revestimentos são aplicados para melhorar o apelo estético de uma superfície, proporcionando uma aparência uniforme e agradável. Em outras aplicações, os revestimentos são usados com uma camada transparente em vários substratos para fornecer algum grau de proteção. Além dos efeitos visuais, os revestimentos de tinta também podem ser aplicados aos substratos porosos, como concreto e alvenaria, para fins de vedação.

[0003] A este respeito, sabe-se que muitas composições de revestimento não aderem bem a substratos de metal tais como o alumínio. Embora as composições de revestimento do estado da técnica funcionem razoavelmente bem em relação ao concreto e alvenaria, estes revestimentos do estado da técnica são conhecidos por apresentarem uma durabilidade apenas modesta. Em particular, estes revestimentos degradam na prática quando expostos a condições ambientais ou quando são lavados ao longo do tempo.

[0004] Por conseguinte, existe uma necessidade de composições de tinta que possam vedar permanentemente substratos porosos e / ou aderirem a substratos metálicos, tais como o alumínio.

SUMÁRIO

[0005] Em pelo menos uma modalidade, a presente invenção soluciona um ou mais problemas do estado da técnica, proporcionando uma composição selante para formar um revestimento sobre um substrato. A composição selante inclui um primeiro componente e um segundo componente. O primeiro componente inclui água e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila. O segundo componente inclui um reticulador de epóxi silano. Caracteristicamente, o primeiro componente e o segundo componente são misturados antes da aplicação da composição selante a um substrato.

[0006] Em outra modalidade, é proporcionada uma composição selante para formar um revestimento em um substrato. A composição selante inclui um primeiro componente e um segundo componente. O primeiro componente inclui água e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila. O segundo componente inclui um reticulador de epóxi silano selecionado do grupo que consiste em: glicidoxipropil trimetoxissilano, e combinações dos mesmos. Caracteristicamente, o primeiro componente e o segundo componente são misturados no máximo 40 horas antes da aplicação da composição selante a um substrato.

[0007] Em outra modalidade é proporcionado um método para aplicar a composição selante descrita acima a um substrato. A composição selante inclui um primeiro componente e um segundo componente. O primeiro componente inclui água e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila. O segundo componente inclui um reticulador de epóxi silano. Detalhes adicionais do primeiro e segundo componentes e seus constituintes são apresentados acima. A composição selante é aplicada misturando o primeiro componente e o segundo componente para formar uma mistura de revestimento. O substrato é revestido com a mistura de revestimento para formar um substrato revestido não curado. O substrato revestido não curado é deixado curar para formar um revestimento selante no substrato.

[0008] De um modo vantajoso, a composição selante da presente invenção produz revestimentos que exibem resistência melhorada a esfregões e riscos quando comparada com composições do estado da técnica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A Figura 1 fornece um gráfico de barras que compara a resistência à abrasão dos exemplos de revestimento da presente invenção em comparação com vários revestimentos do estado da técnica.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Será feita referência em detalhes às composições, modalidades e métodos presentemente preferidos da presente invenção, que constituem os melhores modos de praticar a invenção presentemente conhecida pelos inventores. As figuras não estão necessariamente em escala. No entanto, deve ser entendido que as modalidades divulgadas são meramente exemplificativas da invenção podendo ser incorporadas em várias formas e alternativas. Portanto, os detalhes específicos divulgados no presente documento não devem ser interpretados como limitantes, mas meramente como uma base representativa para qualquer aspecto da invenção e / ou como uma base representativa para o ensino de um versado na técnica para empregar de forma variada a presente invenção.

[0011] Exceto nos exemplos, ou quando de outro modo expressamente indicado, todas as quantidades numéricas nesta descrição indicando quantidades de material ou condições de reação e / ou utilização devem ser entendidas como modificadas pela palavra "cerca de" na descrição do âmbito mais amplo da invenção. A prática dentro dos limites numéricos indicados é geralmente preferida. Além disso, a menos que expressamente declarado em contrário: por cento, "partes de" e valores de proporção são em peso; o termo "polímero" inclui "oligômero", "copolímero", "terpolímero" e similares; pesos moleculares fornecidos para quaisquer polímeros se referem ao peso molecular médio em peso, salvo indicação em contrário; a descrição de um grupo ou classe de materiais como adequados ou preferidos para um determinado propósito em relação à invenção implica que as misturas de quaisquer dois ou mais dos membros do grupo ou classe são igualmente adequadas ou preferidas; a descrição dos constituintes em termos químicos se refere aos constituintes no momento da adição a qualquer combinação especificada na descrição e não impede necessariamente interações químicas entre os constituintes de uma mistura, uma vez misturados; a primeira definição de um acrônimo ou outra abreviação aplica-se a todos os usos subsequentes da mesma abreviatura e aplica-se mutatis mutandis às variações gramaticais normais da abreviatura inicialmente definida; e, a menos que expressamente indicado em contrário, a medição de uma propriedade é determinada pelo mesmo estado da técnica ou posteriormente referenciada para a mesma propriedade.

[0012] Também deve ser entendido que esta invenção não está limitada às modalidades e métodos específicos descritos abaixo, uma vez que componentes e / ou condições específicas podem, evidentemente, variar. Além disso, a terminologia empregada no presente documento é usada apenas com a finalidade de descrever modalidades particulares da presente invenção e não se destina a ser limitativa de qualquer maneira.

[0013] Também deve ser observado que, tal como utilizado no relatório descritivo e nas reivindicações anexas, a forma singular "um", "uma" e "a, o" compreende referência aos plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Por exemplo, a referência a um componente no singular destina-se a compreender uma pluralidade de componentes.

[0014] Ao longo deste pedido, onde as publicações são referenciadas, as divulgações destas publicações na sua totalidade são incorporadas ao presente documento como referência para descrever, mais detalhadamente, o estado da técnica a que esta invenção pertence.

[0015] Em uma modalidade, é proporcionada uma composição selante para formar um revestimento em um substrato. A composição selante inclui um primeiro componente e um segundo componente. O primeiro componente inclui água e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila. Normalmente, o pH do primeiro componente é menor que 7. Em particular, o pH do primeiro componente é de 4 a 6. O segundo componente inclui um reticulador de epóxi silano. Caracteristicamente, o primeiro componente e o segundo componente são misturados antes da aplicação da composição selante a um substrato. Em alguns refinamentos, o primeiro e o segundo componentes são misturados no máximo 40 horas antes da aplicação da composição selante a um substrato. Em um refinamento, o primeiro e segundo componentes são misturados imediatamente antes de 40 horas antes da aplicação da composição selante a um substrato. Em outros refinamentos, o primeiro e o segundo componentes são misturados até, em ordem crescente de preferência, 40, 30, 20, 10, 5, 3, 2, 1 ou meia hora antes da aplicação da composição selante a um substrato.

[0016] Em uma variação, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila inclui um polímero acrílico com função hidroxila. Em um refinamento, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila é um polímero em solução. Em outro refinamento, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila é um polímero em emulsão. As resinas acrílicas funcionalizadas com hidroxila adequadas são formadas a partir de derivados de hidroxila dos monômeros selecionados do grupo consistindo em metacrilato, acrilato de metila, acrilato de etila, éter 2-cloroetilvinílico, acrilato de 2- etilexila, metacrilato de hidroxietila, acrilato de butila, metacrilato de butila, triacrilato de trimetilolpropano, metacrilato de pentafluorfenila, acrilato de pentafluorfenila, acrilato de 1,1,1,3,3,3- hexafluorisopropila, itaconato de bis-(2,2,2- trifluoroetil), bis-(1,1,1,3,3,3-hexafluorisopropil), acrilato de 1H,1H,3H-hexafluorbutila, metacrilato de 1H,1H,7H-dodecafluoreptila, acrilato de 2,2,2- trifluoretila, metacrilato de 2,2,2-trifluoretila, alifático, alifático fluorado, metacrilato de 1H,1H,2H,2H heptadecafluordecila 532.2 acrílico, acrilato de 1H,1H,1H,2H,2H- heptadecafluordecila, acrilato de 1H,1H,5H- octafluorpentila, metacrilato de 1H,1H,3H- tetrafluorpropila, metacrilato de hexafluor-iso-propila, metacrilato de 1H,1H,3H-hexafluorbutila, metacrilato de 1H,1H,5H-octafluorpentila e combinações dos mesmos. Em outro refinamento, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila é um copolímero dos derivados de monômero de hidroxila e os monômeros (não funcionalizados com hidroxila) apresentados acima.

[0017] Como exposto acima, a composição selante inclui um agente reticulador epóxi-alcóxi-silano. Exemplos de reticulador de epóxi-alcóxi-silano adequado incluem, mas não estão limitados a: glicidoxipropil trimetoxissilano, e combinações dos mesmos.

[0018] Em outra variação, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila está presente em uma quantidade de 75 a 95 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e do segundo componente, o reticulador de epóxi silano está presente em uma quantidade de 5 a 25 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e o segundo componente com o restante sendo água. Em um refinamento, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila está presente em uma quantidade de 80 a 90 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e do segundo componente e o reticulador de epóxi silano está presente em uma quantidade de 10 a 20 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e do segundo componente com o restante sendo água.

[0019] Em algumas variações da composição selante, o primeiro componente inclui ainda um ou mais aditivos selecionados do grupo consistindo em modificadores de reologia, surfactantes, antiespumantes, solventes orgânicos, ajustadores de pH, estabilizadores de UV, dispersantes, coalescentes, biocidas, pigmentos inorgânicos, pigmentos orgânicos e suas combinações. Por conseguinte, em um refinamento, a resina acrílica funcionalizada com hidroxila está presente em uma quantidade de 75 a 95 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e do segundo componente, o reticulador de epóxi silano está presente em uma quantidade de 5 a 25 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e do segundo componente, e os aditivos estando presentes em uma quantidade de 0,1 a 10 por cento do peso combinado da formulação total com o restante sendo água. Em um refinamento, compostos orgânicos voláteis estão presentes em uma quantidade inferior a 100 g / litro.

[0020] Em uma variação, a composição selante pode incluir um agente de fosqueamento para ajustar o brilho a um brilho mais baixo. O agente de fosqueamento pode ser qualquer pigmento extensor que não adicione opacidade ao revestimento transparente, como sílicas, sienita nefelina e similares. Em um refinamento, o agente de maturação está presente em uma quantidade de cerca de 0,2 a 8 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro componente e do segundo componente.

[0021] Em outra modalidade, é proporcionado um método para aplicar as composições de selagem apresentadas acima a um substrato. A composição selante inclui um primeiro componente e um segundo componente. O primeiro componente inclui água e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila. O segundo componente inclui um reticulador de epóxi silano. Detalhes adicionais do primeiro e segundo componentes e seus constituintes são apresentados acima. A composição selante é aplicada misturando o primeiro componente e o segundo componente para formar uma mistura de revestimento. O substrato é revestido com a mistura de revestimento para formar um substrato revestido não curado. O substrato revestido não curado é deixado curar para formar um revestimento selante no substrato. Em um refinamento, o substrato é um substrato de concreto ou alvenaria. Em alguns refinamentos, o substrato é um substrato pré-revestido com tinta, revestimentos ou verniz, sendo o revestimento selante um acabamento claro. Em outro refinamento, o substrato é metal. Ainda em outro refinamento, o substrato é pavimento, pedra artificial e estuque. Em outro refinamento, o revestimento selante é um acabamento sobre uma tinta ou verniz. Ainda em outros refinamentos, o revestimento selante é um revestimento a seco.

[0022] Os exemplos seguintes ilustram as várias modalidades da presente invenção. Os técnicos no assunto reconhecerão muitas variações que estão dentro do espírito da presente invenção e âmbito das reivindicações.

[0023] A Tabela 1 fornece composições para quatro exemplos de modalidades da invenção. Deve ser apreciado que as escolhas de resina e silano não estão limitadas aos exemplos listados. O brilho foi medido em 3 mil drawdown no cartão Leneta 3B com medidor de brilho BYK-Gardner. Tabela 1: Fórmula de selante para concreto claro de alto brilho à base de água

[0024] Um agente de fosqueamento é adicionado à fórmula de alto brilho para ajustar o brilho a um brilho mais baixo, como mostrado nas composições da Tabela 2. O agente de fosqueamento pode ser qualquer pigmento extensor que não adicione opacidade ao revestimento transparente, como sílicas, sienita nefelina etc. Tabela 2. Fórmula de selador de concreto claro à base de água

Aderência ao metal

[0025] O revestimento transparente adere aos substratos de alumínio, enquanto as composições similares do estado da técnica não possuem esta propriedade (vide Tabela 3). A adesão no painel Q de alumínio (normalmente considerado como um substrato difícil de aderir) indica que esta camada transparente pode ser potencialmente usada como um revestimento claro DTM. Tabela 3. Adesão hachurada em painéis Q de alumínio

Limpeza a seco

[0026] O revestimento transparente pode ser usado por cima de superfícies revestidas ou não revestidas e exibe excelentes propriedades de limpeza a seco, enquanto os outros produtos na categoria de selador não possuem essa propriedade. Isso indica que a camada transparente pode ser usada como um revestimento seco.

[0027] Experimento: Pincele 2 camadas de protótipos de selador ou produtos selantes comerciais na telha de barro, deixe secar completamente. Desenhe linhas na telha revestida com os marcadores Expo Dry Erase, deixe secar por 10 minutos e 24 horas e, em seguida, limpe com papel toalha seco. A classificação é apresentada abaixo, onde Y = pode ser limpo, N = não pode ser limpo. Tabela 4. Propriedades de limpeza a seco do revestimento Claro

[0028] A Figura 1 fornece um gráfico de barras que compara a resistência à abrasão dos exemplos de revestimento da presente invenção em comparação com vários revestimentos do estado da técnica. A resistência à abrasão é determinada de acordo com ASTM D2486; toda a revelação da qual é incorporada por referência. Os resultados são relatados como um percentual em relação a uma amostra de referência. A porcentagem é o número de ciclos até a falha para a amostra sendo medida dividida pelo número de ciclos até a falha para um tempo de amostra de referência de 100 por cento. Tipicamente, os revestimentos da invenção têm uma resistência à abrasão de 900 por cento ou mais.

[0029] Embora as modalidades exemplificativas sejam descritas acima, não se pretende que estas modalidades descrevam todas as formas possíveis da invenção. Pelo contrário, as palavras utilizadas no relatório descritivo são palavras de descrição em vez de limitação, e entende-se que podem ser feitas várias alterações sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Adicionalmente, as características de várias modalidades podem ser combinadas para formar modalidades adicionais da invenção.

Claims (9)

1. Composição selante caracterizada por compreender um primeiro componente incluindo: água; e uma resina acrílica funcionalizada com hidroxila, em que o pH do primeiro componente é de 4 a 6; e um segundo componente compreendendo: um reticulador de epóxi silano que inclui uma combinação de em que o primeiro e o segundo componentes são misturados no máximo 40 horas antes da aplicação da composição selante a um substrato.

2. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a resina acrílica funcionalizada com hidroxila incluir um polímero acrílico hidroxila funcional.

3. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a resina acrílica funcionalizada com hidroxila ser um polímero em solução.

4. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a resina acrílica funcionalizada com hidroxila ser um polímero em emulsão.

5. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por: a resina acrílica funcionalizada com hidroxila estar presente em uma quantidade de 75 a 95 por cento do peso seco de um peso combinado do primeiro e segundo componentes; o reticulador de epóxi silano estar presente em uma quantidade de 5 a 25 por cento do peso seco de um peso combinado do primeiro e segundo componentes; e o restante ser constituído por água.

6. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por: a resina acrílica funcionalizada com hidroxila estar presente em uma quantidade de 80 a 90 por cento do peso seco de um peso combinado do primeiro e segundo componentes; o reticulador de epóxi silano estar presente em uma quantidade de 10 a 20 por cento do peso seco do peso combinado do primeiro e segundo componentes; e o restante ser constituído por água.

7. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro componente compreender adicionalmente um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste em modificadores de reologia, agentes tensoativos, antiespumantes, solventes orgânicos, ajustadores de pH, estabilizadores de UV, dispersantes, coalescentes, biocidas, pigmentos inorgânicos, pigmentos orgânicos e combinações dos mesmos.

8. Composição selante, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por: a resina acrílica funcionalizada com hidroxila estar presente em uma quantidade de 75 a 95 por cento do peso seco de um peso combinado do primeiro e segundo componentes; o reticulador de epóxi silano estar presente em uma quantidade de 5 a 25 por cento do peso seco de um peso combinado do primeiro e segundo componentes; os aditivos estarem presentes em uma quantidade de 0,1 a 10 por cento de um peso combinado da formulação total; e o restante ser constituído por água.

9. Composição selante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os compostos orgânicos voláteis estarem presentes em uma quantidade inferior a 100 g/litro.