BR112020000488A2

BR112020000488A2 - dispersão aquosa, composição de revestimento aquosa, processo para preparar uma composição de revestimento aquosa, e, método para remover compostos orgânicos voláteis de uma dispersão aquosa

Info

Publication number: BR112020000488A2
Application number: BR112020000488-0A
Authority: BR
Inventors: Daoshu Lin; Jianming Xu; Qingwei Zhang; James Bohling; Paul Doll; Jian Zou; Liu Yang; Gongwei Pu
Original assignee: Dow Global Technologies Llc; Rohm And Haas Company
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2020-07-14
Also published as: AU2017423068A1; WO2019010628A1; EP3652257A1; CN110869449A; US20200172745A1; CA3069164A1; KR20200027961A

Abstract

Trata-se de uma dispersão aquosa com VOCs e/ou odor reduzidos e uma composição de revestimento aquosa que compreende a dispersão aquosa.

Description

1 / 34 DISPERSÃO AQUOSA, COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO AQUOSA,

PROCESSO PARA PREPARAR UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO AQUOSA, E, MÉTODO PARA REMOVER COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS DE UMA DISPERSÃO AQUOSA CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a uma dispersão aquosa e a uma composição de revestimento aquosa que compreende a mesma.

INTRODUÇÃO

[002] Políticas e regulamentos cada vez mais rigorosos para a proteção do meio ambiente levaram a elevada demanda de revestimentos tendo um baixo teor de compostos orgânicos voláteis (VOCs). A exigência de revestimentos de baixo VOC favorece os revestimentos transportados por água sobre os revestimentos transportados por solvente, uma vez que o solvente seria uma fonte de uma grande quantidade de VOCs. As composições aquosas de revestimento com baixos VOCs têm potencial para odor e toxicidade reduzidos.

[003] As composições de revestimento aquosas compreendem tipicamente dispersões de polímeros como ligantes. Decapagem a vapor é uma das abordagens amplamente usadas na remoção de VOCs de dispersões de polímero. Por exemplo, a Patente no US 7.745.567 revela um processo para remover continuamente uma dispersão de polímero com substâncias voláteis por contato da dispersão com vapor. Infelizmente, a decapagem a vapor é menos eficiente na remoção de hidrocarbonetos aromáticos voláteis (VAHs) como etil benzeno e benzaldeído do que os VOCs com pontos de ebulição mais baixos. Portanto, é necessário desenvolver uma dispersão aquosa com VOCs, particularmente VOCs aromáticos, e/ou odor reduzidos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] A presente invenção fornece uma dispersão aquosa por meio

2 / 34 de uma combinação inovadora de partículas de ligante acrílico com partículas específicas adsorventes poliméricas. A dispersão aquosa da presente invenção e uma composição de revestimento aquosa que compreende tal dispersão aquosa têm baixos VOCs e/ou baixo odor.

[005] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é uma dispersão aquosa que compreende: (i) partículas de ligante acrílico, e (ii) partículas adsorventes poliméricas com um tamanho de partícula D50 de 1 a 30 mícrons e uma área de superfície específica de 200 m2/g; em que a dispersão aquosa tem um nível de VOCs de 800 ppm ou menos.

[006] Em um segundo aspecto, a presente invenção é uma composição de revestimento aquosa, que compreende a dispersão aquosa do primeiro aspecto, e um pigmento.

[007] Em um terceiro aspecto, a presente invenção é um método para remover VOCs de uma dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico. O método compreende: misturar por adição a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico com partículas adsorventes poliméricas, formando, assim, uma dispersão aquosa com um nível de VOCs igual ou inferior a 800 ppm, em que as partículas adsorventes poliméricas têm um tamanho de partícula D50 de 1 a 30 mícrons e uma área de superfície específica de pelo menos 200 m2/g.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[008] “Dispersão aquosa” neste documento significa partículas dispersas em um meio aquoso. Por “meio aquoso”, neste documento, entende- se água e de 0 a 30% em peso, com base no peso do meio, de composto (ou compostos) miscível em água, tal como, por exemplo, álcoois, glicóis, éteres

3 / 34 de glicol, ésteres de glicol e semelhantes.

[009] “VOC” se refere a qualquer composto orgânico com um ponto de ebulição normal inferior a 250 °C a uma pressão de 101 kPa.

[0010] “Acrílico” na presente invenção inclui ácido (met)acrílico, (met)alquil acrilato, (met)acrilamida, (met)acrilonitrila e suas formas modificadas, tal como (met)hidroxialquil acrilato. Por todo este documento, o fragmento palavra “(met)acrila” se refere tanto a “metacrila” quanto a “acrila”. Por exemplo, ácido (met)acrílico se refere tanto a ácido metacrílico como a ácido acrílico, e (met)acrilato de metila se refere tanto a metacrilato de metila quanto a acrilato de metila.

[0011] “Temperatura de transição vítrea” ou “Tg” na presente invenção pode ser medida por várias técnicas incluindo, por exemplo, calorimetria de varredura diferencial (“DSC”) ou por cálculo usando uma equação de Fox. Os valores particulares de Tg usados no presente documento são aqueles calculados usando da equação de Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, Edição Nº 3, página 123 (1956)). Por exemplo, para calcular a Tg de um copolímero de monômeros M1 e M2, 1 w(M1 ) w(M 2 ) = + T g(calc.) Tg (M1 ) Tg (M 2 ) , em que Tg(calc.) é a temperatura de transição vítrea calculada para o copolímero, w(M1) é a fração em peso do monômero M1 no copolímero, w(M2) é a fração em peso do monômero M2 no copolímero, Tg(M1) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de monômero M1 e Tg(M2) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de monômero M2, todas as temperaturas estando em K. As temperaturas de transição vítrea dos homopolímeros podem ser encontradas, por exemplo, em “Polymer Handbook”, editado por J. Brandrup e E.H. Immergut, Interscience Publishers.

[0012] “Unidades polimerizadas”, também conhecidas como

4 / 34 “unidades estruturais”, do monômero denominado, se refere ao restante do monômero após a polimerização.

[0013] As partículas adsorventes poliméricas úteis na presente invenção compreendem um polímero poroso reticulado e opcionalmente água. O polímero reticulado poroso útil na presente invenção pode compreender, como unidades polimerizadas, um ou mais monômeros aromáticos de vinila e, opcionalmente, um ou mais monômeros alifáticos de monovinila.

[0014] O monômero aromático de vinila útil para preparar o polímero reticulado poroso pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em pelo menos um monômero aromático de monovinila e pelo menos um monômero aromático de polivinila. O monômero de vinila aromático pode ser usado em uma quantidade de 75% ou mais, 80% ou mais, 85% ou mais, 90% ou mais, 95% ou mais, 99% ou mais, ou mesmo 100% em peso com base no peso do polímero (isto é, peso seco da partícula adsorvente polimérica).

[0015] Os monômeros aromáticos de monovinila úteis na preparação do polímero reticulado poroso podem incluir estireno, estireno α-substituído, tal como metil estireno, etil estireno, t-butil estireno, bromo estireno; viniltoluenos, etil vinilbenzenos, vinilnaftalenos e monômeros heterocíclicos, tal como a vinilpiridina, ou misturas dos mesmos. Monômeros de monovinila aromáticos preferenciais incluem estireno e etil vinilbenzeno, e mais preferencialmente estireno. Podem ser empregadas misturas de monômeros aromáticos de monovinila. Os monômeros aromáticos polivinílicos podem incluir divinilbenzeno, trivinil benzeno, divinilnaftaleno ou misturas dos mesmos; e preferencialmente divinilbenzeno. Podem ser empregadas misturas de monômeros de polivinilbenzeno. O monômero aromático de polivinila é usado para reticular as partículas adsorventes poliméricas. O monômero aromático de vinila pode compreender 10% ou mais, 20% ou mais, 30% ou mais, 40% ou mais, 50% ou mais, 75% ou mais, 90% ou mais, ou mesmo 100% dos monômeros aromáticos de polivinila; e o resto sendo os

5 / 34 monômeros aromáticos de monovinila.

[0016] O monômero alifático de monovinila útil na preparação do polímero reticulado poroso pode incluir ésteres de ácidos (met)acrílicos, ésteres de ácido itacônico, ésteres de ácido maleico, e acrilonitrila. Os monômeros alifáticos de monovinila preferenciais incluem metacrilato de metila, acrilonitrila, acrilato de etila, metacrilato de 2-hidroxietila e misturas dos mesmos. O polímero reticulado poroso pode compreender, como unidades polimerizadas, em peso com base no peso do polímero reticulado poroso, de 0 a 25% do monômero alifático de monovinila, por exemplo, menos que 20%, menos que 15%, menos que 10%, menos que 5% ou menos que 1% do monômero alifático de monovinila, preferencialmente substancialmente livre do monômero alifático de monovinila.

[0017] Em algumas modalidades, o polímero reticulado poroso compreende, como unidades polimerizadas, em peso com base no peso do polímero reticulado poroso, de 0 a 90% do monômero aromático de monovinila, de 10% a 100% do monômero aromático de polivinila e de 0 a 25% do monômero alifático de monovinila. Em algumas modalidades adicionais, as partículas adsorventes poliméricas compreendem um polímero reticulado poroso em ponte de metileno descrito acima. Em uma modalidade preferencial, as partículas adsorventes poliméricas úteis na presente invenção compreendem um copolímero em ponte de metileno de divinilbenzeno e um monômero aromático de monovinila.

[0018] O polímero poroso reticulado útil na presente invenção pode ser preparado por polimerização por radicais livres, preferencialmente polimerização em suspensão. O polímero pode ser modificado por porogênio, isto é, preparado formando uma suspensão de uma mistura de monômero dentro de um meio de suspensão contínuo agitado na presença de um solvente porogênico ou de uma mistura desse solvente, seguido pela polimerização do monômero ou da mistura de monômero. A mistura de monômero se refere à

6 / 34 mistura dos monômeros descritos acima como as unidades polimerizadas do polímero reticulado poroso. Solventes porogênicos são solventes inertes que são adequados para formar poros e/ou deslocar cadeias poliméricas durante polimerização. Um solvente porogênico é um que dissolve a mistura de monômero sendo polimerizada, mas não dissolve o polímero obtido a partir da mesma. Exemplos de tais solventes porogênicos incluem compostos de hidrocarbonetos alifáticos, tal como heptano e octano, compostos aromáticos, tal como benzeno, tolueno e xileno, compostos de hidrocarbonetos halogenados, tal como dicloroetano e clorobenzeno e compostos de polímeros lineares, tal como poliestireno. Esses compostos podem ser utilizados sozinhos ou como uma mistura de dois ou mais dos mesmos. O solvente porogênico preferencial é tolueno. A quantidade do solvente porogênico utilizado na presente invenção pode ser de 30 a 300 partes em peso, preferencialmente de 75 a 250 partes em peso, por 100 partes em peso da mistura de monômero para preparar o polímero reticulado poroso.

[0019] O processo de polimerização de suspensão é bem conhecido por aqueles versados na técnica e pode compreender suspender gotículas do monômero ou da mistura de monômero e do solvente porogênico em um meio no qual nenhum é solúvel. Isso pode ser realizado adicionando o monômero ou a mistura de monômero e o solvente porogênico com quaisquer aditivos ao meio de suspensão que contém um agente de dispersão ou suspensão. O meio de suspensão preferencial é água. O agente de suspensão preferencial é um estabilizador de suspensão, por exemplo, gelatina, álcool polivinílico ou um celulósico, tal como hidroxietil celulose, metil celulose ou carboximetil metil celulose, ou misturas dos mesmos.

[0020] O processo de polimerização para preparar as partículas adsorventes poliméricas pode ser realizado na presença de um iniciador de radical livre. Exemplos de iniciadores de radicais livres adequados incluem peróxidos orgânicos, tais como peróxido de benzoíla e peróxido de lauroíla,

7 / 34 compostos azo orgânicos, tal como azobisisobutironitrila, ou misturas dos mesmos. O iniciador de radical livre pode ser utilizado em uma quantidade de 0,01 a 10 partes em peso por 100 partes em peso da mistura de monômero para preparar o polímero. A polimerização é tipicamente realizada a temperaturas variando de 15 a 160 °C, preferencialmente de 50 a 90 °C.

[0021] Em algumas modalidades, o polímero reticulado poroso útil na presente invenção é submetido a clorometilação e subsequente pós-reticulação por ponte de metileno em um estado inchado, como é conhecido por aqueles versados na técnica, por exemplo, nas Patentes US 4.191.813; 4.263.407;

4.950.332; 5.079.274; 5.288.307; 5.773.384; e nas Publicações de Pedido de Patente US 2003/0027879 e 2004/0092899. O polímero obtido é um polímero aromático em ponte com metileno, que se refere a copolímeros porosos de um monômero vinílico aromático que foram clorometilados e depois reticulados, preferencialmente na presença de um catalisador de Friedel-Crafts. Catalisadores de Friedel-Crafts podem incluir ácidos de Lewis, incluindo, por exemplo, AlCl3, FeCl3, BF3 e HF, e preferencialmente AlCl3 e FeCl3.

[0022] O polímero poroso reticulado obtido a partir do processo de polimerização pode ser isolado por filtração, opcionalmente lavado com um ou mais solventes incluem tetra-hidrofurano, metanol e água. O polímero reticulado poroso resultante pode ser ainda seco para obter microesferas com um tamanho de partícula de 100 a 2.000 µm. O tamanho de partícula dessas microesferas pode ser determinado automaticamente usando equipamento RapidVue Beckman Coulter. O princípio do método de teste é que as partículas que passam pelo sensor bloqueiam parcialmente um feixe de luz focado em um fotodiodo, produzindo pulsos elétricos cuja amplitude é proporcional ao tamanho de partícula. Esses pulsos são aplicados aos circuitos de contagem (canais, bins) dentro do contador e, portanto, o tamanho de partícula é registrado. Exemplos de adsorvente polimérico disponível comercialmente incluem as séries AMBERLITETM XAD, AMBERLITE XE-

8 / 34 305 e adsorventes poliméricos DOWEX OPTIPORETM L-493, V-493, V-502, L-285, L-323, V-503, e SD-2, todos disponíveis junto à The Dow Chemical Company (AMBERLITE e OPTIPORE são marcas comerciais da The Dow Chemical Company); adsorventes poliméricos LEWATIT VP OC 1064 MD PH, VP OC 1066, VP OC 1163, 60/150 MIBK, e S 6328A, todos disponíveis junto à Lanxess (anteriormente Bayer e Sybron); as séries DIAION HP e SP estão disponíveis junto à Mitsubishi Chemical Corporation; adsorventes poliméricos PUROSORB AP250 e AP400, ambos disponíveis junto à Purolite Company; ou suas misturas.

[0023] As microesferas de polímero reticulado poroso podem ainda ser submetidas a quaisquer meios conhecidos de redução de tamanho de partícula, incluindo, por exemplo, esmagamento, esmerilhamento, picotagem e moagem, tal como moagem esférica e moagem ultracentrífuga, para gerar as partículas adsorventes poliméricas com tamanho de partícula desejável. De preferência, as partículas adsorventes poliméricas são empregadas com pó por esmerilhamento a seco. Antes do esmerilhamento a seco, as microesferas de polímero reticulado poroso preferivelmente são adicionalmente secas para atingir um teor de água tão baixo quanto possível, por exemplo, 5% em peso ou menos, ou 2% em peso ou menos de água nas microesferas adsorventes poliméricas secas. As partículas adsorventes poliméricas úteis na presente invenção podem ter um tamanho de partícula D50 de 0,1 micrômetro ou maior. As partículas adsorventes poliméricas podem ter um tamanho de partícula D50 de 30 micrômetros ou menor, 20 micrômetros ou menor, 10 micrômetros ou menor, ou mesmo 5 micrômetros ou menor. Quando as partículas têm um tamanho de partícula D50 de um certo valor, então 50% das partículas em volume são compostas por partículas tendo diâmetro menor ou igual àquele certo valor. O tamanho de partícula D50 pode ser medido de acordo com os métodos de teste descritos na seção de Exemplos abaixo.

[0024] As partículas adsorventes poliméricas úteis na presente

9 / 34 invenção podem ter uma área de superfície específica de 200 m2/g ou mais, 500 m2/g ou mais, 700 m2/g ou mais, ou mesmo 900 m2/g ou mais. As partículas adsorventes poliméricas têm, de preferência, uma área de superfície específica de 2.000 m2/g ou menos, de 1.500 m2/g ou menos, 1.300 m2/g ou menos, ou mesmo 1.100 m2/g ou menos. Os valores da área de superfície específica por peso unitário de partículas adsorventes poliméricas secas (m2 por grama das partículas adsorventes poliméricas secas) foram determinados pelo método de adsorção de nitrogênio no qual amostras secas e desgaseificadas foram analisadas em um analisador de sorção volumétrico automático. O instrumento trabalha com o princípio de medir o volume de nitrogênio gasoso adsorvido por uma amostra a uma dada pressão parcial de nitrogênio. Os volumes de gás adsorvidos a várias pressões são usados no modelo BET para o cálculo da área de superfície da amostra.

[0025] A dispersão aquosa da presente invenção compreende ainda partículas de ligante acrílico, preferencialmente na forma de uma dispersão aquosa. O ligante acrílico útil na presente invenção é tipicamente um polímero de emulsão. O ligante pode incluir um ligante acrílico, um ligante acrílico de estireno, um ligante acrílico de vinila ou misturas dos mesmos.

[0026] O ligante acrílico útil na presente invenção pode compreender, como unidades polimerizadas, um ou mais monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados. Como usado no presente documento, o termo “monômero não iônico” significa que um monômero não carrega uma carga iônica entre pH = 1 a 14. Exemplos adequados dos monômeros não iônicos etilenicamente insaturados incluem monômeros de éster (met)acrílico, isto é, monômeros de éster metacrílico ou éster acrílico incluindo acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de decila, acrilato de laurila, metacrilato de metila, metacrilato de butila, metacrilato de isodecila e metacrilato de laurila, (met)acrilonitrila; estireno e estireno substituído, tal como, α-metil estireno e vinila tolueno; butadieno;

10 / 34 etileno, propileno, α-olefina, tal como, 1-deceno; ésteres de vinila, tal como acetato de vinila, butirato de vinila, versatato de vinila; e outros monômeros de vinila, tais como cloreto de vinila e cloreto de vinilideno. O ligante pode compreender, como unidades polimerizadas, com base no peso seco do ligante, de 90% a 100%, em peso, de 92% a 99% em peso, ou de 94% a 98% em peso, de monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados.

[0027] O ligante acrílico útil na presente invenção pode compreender adicionalmente, como unidades polimerizadas, um ou mais monômeros etilenicamente insaturados que têm um ou mais grupos funcionais. Os grupos funcionais podem ser selecionados de um grupo carbonila, acetoacetóxi, acetoamida, alcoxissilano, ureído, amida, imida, amino, carboxila ou fosforoso. Exemplos de tal monômero etilenicamente insaturado contendo grupo funcional podem incluir ácidos carboxílicos α,β-etilenicamente insaturados incluindo um monômero carregando ácido, tal como ácido metacrílico, ácido acrílico, ácido itacônico, ácido maleico ou ácido fumárico; ou um monômero carregando um grupo de formação de ácido que rende, ou é subsequentemente convertível em, tal grupo ácido (tal como anidrido, anidrido (met)acrílico ou anidrido maleico; ácido vinil fosfônico, ácido alil fosfônico, (met)acrilatos de fosfoalquila, tal como (met)acrilato de fosfoetila, (met)acrilato de fosfopropila, (met)acrilato de fosfobutila ou sais dos mesmos; ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico; sal de sódio de ácido 2- acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico; sal de amônio de ácido 2- acrilamido-2-metil-1-propano sulfônico; sulfonato de sódio vinila; sulfonato de sódio estireno, sal de sódio de alil éter sulfonato; e semelhantes; diacetona acrilamida (DAAM), acrilamida, metacrilamida, (met)acrilamida monossubstituída, N-metilacrilamida, N-etilacrilamida, N- isopropilacrilamida, N-butilacrilamida, N-butilacrilamida terciária, N-2-etil- hexilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida, N,N-dietilacrilamida, metilacrilamidoetil etileno ureia, vinil trimetóxi silano, 3-

11 / 34 metacriloxipropiltrimetoxissilano, ou misturas dos mesmos. O monômero etilenicamente insaturado contendo grupo funcional é, de preferência, o monômero etilenicamente insaturado tendo pelo menos um grupo funcional acetoacetóxi ou acetoacetamida. O monômero etilenicamente insaturado contendo grupo funcional preferencial é selecionado do grupo que consiste em ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilamida, metacrilato de acetoacetoxietila (AAEM), (met)acrilato de fosfoetila e sal de sódio de ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico. O ligante pode compreender, como unidades polimerizadas, com base no peso seco do ligante, de 0,1 a 20% em peso, de 0,3% a 10% em peso, de 0,5% a 5% por peso, ou de 1% a 3% por peso, de tal monômero etilenicamente insaturado que contém grupo funcional.

[0028] O ligante acrílico útil na presente invenção pode compreender também, como unidades polimerizadas, um ou mais monômeros não iônicos etilenicamente insaturados. Exemplos de monômeros não iônicos multietilenicamente insaturados adequados podem incluir metilacrilato de alila, dimetacrilato de tripropileno glicol, dimetacrilato de dietileno glicol, dimetacrilato de etileno glicol, dimetacrilato de 1,6-hexanodiol, dimetacrilato de 1,3-butileno glicol, dimetacrilato de polialquileno glicol, ftalato de dialila, trimetacrilato de trimetilolpropano, divinilbenzeno, diviniltolueno, trivinilbenzeno, divinilnaftaleno ou misturas dos mesmos. O ligante pode compreender, como unidades polimerizadas, em peso com base no peso seco do ligante acrílico, de 0,01% a 1% ou de 0,1% para 0,5%, do monômero não iônico multietilenicamente insaturado.

[0029] Os tipos e níveis dos monômeros descritos acima para preparar o ligante acrílico podem ser escolhidos para fornecer ao ligante uma temperatura de transição vítrea (Tg) na faixa de -50 °C a 100 °C, de -30 °C a 50 °C, de -10 °C a 40 °C, ou de 0 °C a 30 °C.

[0030] O ligante acrílico útil na presente invenção pode ser preparado

12 / 34 por polimerização em emulsão dos monômeros acima descritos. As condições de polimerização em emulsão são conhecidas na técnica, por exemplo, Patente US 3.399.080 e 3.404.116. Uma polimerização de radical livre de múltiplos estágios pode ser usada na preparação do ligante, em que pelo menos dois estágios são formados sequencialmente e, geralmente, resulta na formação do polímero de múltiplos estágios compreendendo pelo menos duas composições de polímero. O processo de polimerização tipicamente gera uma dispersão aquosa de partículas de ligante. As partículas de ligante acrílico podem ter um tamanho de partícula médio de 50 a 500 nanômetros (nm), de 80 a 300 nm, de 100 a 200 nm ou de 110 a 180 nm. O tamanho de partícula médio no presente documento se refere ao tamanho de partícula médio numérico (D-90), como medido pelo Analisador de Tamanho de Partícula Brookhaven BI-90.

[0031] A dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico pode empregar outra tecnologia de baixo odor para reduzir o nível de VOCs e/ou odor incluindo um ligante acrílico que compreende, como unidades polimerizadas, o monômero etilenicamente insaturado com pelo menos um grupo funcional acetoacetóxi ou acetoacetamida, como descrito acima, ou incluindo um composto não polimérico com pelo menos um grupo funcional acetoacetóxi ou acetoacetamida com amina orgânica de alto ponto de ebulição (por exemplo, ponto de ebulição de pelo menos 150 °C) como descrito no documento US2011/0160368A1. Alguma enzima carboxilesterase também pode ser empregada na dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico para reduzir ainda mais os VOCs e/ou o odor de compostos carboxiléster orgânicos, conforme descrito no documento US2012/0083021A1.

[0032] A dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico obtidas a partir do processo de polimerização pode ser adicionalmente submetida à remoção por vapor. O processo para decapagem a vapor das dispersões de polímero é conhecido na técnica, tal como aqueles descritos no documento nº

13 / 34 U.S. 8.211.987B2 e U.S. 7.745.567B2. A decapagem a vapor pode ser um processo contínuo ou um processo em batelada. A decapagem a vapor pode entrar em contato com o vapor e a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico em um ou vários pontos. O contato do vapor e polímeros pode ser em modo de cocorrente ou em contracorrente para um processo contínuo. Ou o vapor pode entrar em contato com a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico em uma configuração de batelada. O processo em batelada normalmente exige o contato de vapor entre <1 hora e até 6 horas. Tanto o processo contínuo quanto o em batelada são projetados para eliminar VOCs no ligante acrílico. As dispersões de ligantes acrílicos comercialmente disponíveis adequadas podem incluir, por exemplo, ligantes acrílicos de estireno PRIMAL™ DC-430V e PRIMAL SF-155 e PRIMAL SF-105, ambos disponíveis junto à The Dow Chemical Company, ligantes acrílicos de estireno ACRONAL 7090 e ACRONAL 506, ambos disponíveis junto à BASF, ou suas misturas.

[0033] As partículas adsorventes poliméricas e as partículas de ligante acrílico são misturadas para formar a dispersão aquosa da presente invenção. As partículas adsorventes poliméricas podem estar presentes, em peso seco com base no peso seco das partículas de ligante acrílico, em uma quantidade de 0,1% ou mais, 0,3% ou mais, 0,6% ou mais, 0,8% ou mais, ou mesmo 1% ou mais e, ao mesmo tempo, 6% ou menos, 5% ou menos, 4% ou menos, 3% ou menos ou mesmo 2% ou menos.

[0034] A dispersão aquosa da presente invenção tem VOCs baixos. “VOCs baixos” significa que um teor de VOCs igual ou inferior a 800 ppm (ou seja, 800 µg ou menos de VOCs por grama de dispersão aquosa), 700 ppm ou menos, 600 ppm ou menos, 400 ppm ou menos, ou mesmo 300 ppm ou menos. Os VOCs são medidos de acordo com o método de teste de cromatografia gasosa (GC) de headspace, conforme descrito na seção Exemplos abaixo. A dispersão aquosa da presente invenção também pode ter

14 / 34 baixo odor. “Baixo odor” significa que a dispersão aquosa da presente invenção tem um odor menor do que as dispersões aquosas compreendendo as mesmas partículas de ligante acrílico sem as partículas adsorventes poliméricas.

[0035] A dispersão aquosa da presente invenção pode ter uma concentração de volume de pigmento (PVC) inferior a 15%, inferior a 10% ou mesmo inferior a 5%. A PVC na presente invenção pode ser determinada de acordo com a seguinte equação: % de PVC = [Volume (Pigmento + Extensor + adsorvente polimérico) / Volume (Pigmento + Extensor + adsorvente polimérico + Ligante)] × 100%

[0036] A presente invenção também se refere a um método de remoção de VOCs e/ou odor de uma dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico, compreendendo misturar por adição a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico com as partículas adsorventes poliméricas descritas acima para formar a dispersão aquosa da presente invenção. O processo de remoção de VOCs e/ou odor não requer mais remoção ou filtração das partículas adsorventes poliméricas. A adição das partículas adsorventes poliméricas ao ligante acrílico não tem impacto no brilho, resistência a manchas e/ou resistência à esfregação das tintas que compreendem as partículas adsorventes poliméricas e as partículas de ligante acrílico. A dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico antes da adição das partículas adsorventes poliméricas tem preferencialmente um nível de VOCs de 1.200 ppm ou menos. Em algumas modalidades, a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico é submetida à decapagem a vapor antes da mistura por adição com as partículas adsorventes poliméricas. A decapagem a vapor da dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico seguida da adição de partículas adsorventes poliméricas pode aumentar a eficiência de remoção de VOCs das partículas adsorventes poliméricas, particularmente a eficiência de remoção de hidrocarbonetos aromáticos voláteis. O método de remoção de VOCs pode

15 / 34 gerar a dispersão aquosa resultante com um teor de VOCs de 800 ppm ou menos, 700 ppm ou menos, 600 ppm ou menos, 400 ppm ou menos, ou mesmo 300 ppm ou menos. Em algumas modalidades, o processo de remoção de VOCs resulta em uma redução de VOCs ou uma redução de VOCs aromáticos de pelo menos 15%, pelo menos 20%, pelo menos 25% ou pelo menos 30% em comparação com a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico sem adição de partículas adsorventes poliméricas. No presente documento, VOCs aromáticos incluem isômeros benzaldeído e benzeno. A quantidade reduzida de VOCs aromáticos pode resultar em odor menor.

[0037] Esta invenção também se refere a uma composição de revestimento aquosa que compreende a dispersão aquosa da presente invenção. A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente pigmentos para formar composições pigmentadas de revestimento (também conhecidas como “formulações de tinta”). “Pigmento” se refere, no presente documento, a um material inorgânico particulado que é capaz de contribuir materialmente para a opacidade ou capacidade de ocultação de um revestimento. Tais materiais tipicamente têm um índice refrativo maior que 1,8. Pigmentos inorgânicos podem incluir, pode exemplo dióxido de titânio (TiO2), óxido de zinco, óxido de ferro, sulfureto de zinco, sulfato de bário, carbonato de bário ou uma mistura dos mesmos. Em uma modalidade preferencial, o pigmento usado na presente invenção é TiO2. O TiO2 existe tipicamente em duas formas cristalinas, anastase e rutilo. TiO2 também pode estar disponível em forma de dispersão concentrada. A composição de revestimento aquosa pode também compreender um ou mais extensores. “Extensor” se refere, no presente documento, a um material inorgânico particulado tendo um índice refrativo menor ou igual a 1,8 e maior que 1,3. Exemplos de extensores adequados incluem carbonato de cálcio, argila, sulfato de cálcio, aluminossilicatos, silicatos, zeólitos, mica, terra diatomácea, vidro sólido ou oco, microesferas

16 / 34 de cerâmica, nefelina sienito, feldspato, terra diatomácea, terra diatomácea calcinada, talco (silicato de magnésio hidratado), sílica, alumina, caulim, pirofilita, perlita, barita, volastonita, polímeros opacos, tal como ROPAQUETM Ultra E disponível junto à The Dow Chemical Company (ROPAQUE é um marca comercial da The Dow Chemical Company) ou misturas dos mesmos. A composição de revestimento aquosa pode ter uma PVC de 5% a 90%, de 10% a 85%, ou de 15% a 80%.

[0038] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode, ainda, compreender um ou mais antiespumantes. “Antiespumantes”, no presente documento, se referem a aditivos químicos que reduzem e impedem a formação de espuma. Antiespumantes podem ser antiespumantes à base de silicone, antiespumantes à base de óleo mineral, antiespumantes à base de óxido de etileno/óxido de propileno, poliacrilatos de alquila ou misturas dos mesmos. Antiespumantes disponíveis comercialmente adequados incluem, por exemplo, emulsões de copolímero de poliéter siloxano TEGO Airex 902 W e TEGO Foamex 1488, ambos disponíveis junto à TEGO, antiespumante de silicone BYK-024 disponível junto à BYK ou misturas dos mesmos. A concentração do antiespumante pode ser, com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, geralmente, de 0 a 2% em peso, de 0,1% a 1% em peso ou de 0,2% a 0,5% em peso.

[0039] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais espessantes. Os espessantes podem incluir álcool polivinílico (PVA), materiais de argila, derivados de ácido, copolímeros de ácido, espessantes associados a uretano (UAT), poliéter ureia poliuretanos (PEUPU), poliéter poliuretanos (PEPU) ou misturas dos mesmos. Exemplos de espessantes adequados incluem emulsões intumescentes alcalinas (ASE), tal como polímeros de ácido acrílico neutralizados com sódio ou amônio; emulsões intumescentes alcalinas hidrofobicamente modificadas (HASE), tal como copolímeros de ácido

17 / 34 acrílico modificados hidrofobicamente; espessantes associativos, tal como uretanos etoxilados modificados hidrofobicamente (HEUR); e espessantes celulósicos, tal como éteres de metil celulose, hidroximetil celulose (HMC), hidroxietil celulose (HEC), hidroxi etil celulose hidrofobicamente modificada (HMHEC), sódio carboximetil celulose (SCMC), sódio carboximetil 2- hidroxietil celulose, 2-hidroxipropil metil celulose, 2-hidroxietil metil celulose, 2-hidroxibutil metil celulose, 2-hidroxi etil celulose e 2- hidroxipropil celulose. Preferencialmente, o espessante é uma hidroxi etil celulose hidrofobicamente modificada (HMHEC). A concentração do espessante pode ser, com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, geralmente, de 0 a 1% em peso, de 0,1% a 0,8% em peso ou de 0,2% a 0,6% em peso.

[0040] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode, ainda, compreender um ou mais agentes umectantes. “Agentes umectantes” se referem, no presente documento, a aditivos químicos que reduzem a tensão superficial de uma composição de revestimento, fazendo com que a composição de revestimento espalhe mais facilmente através da ou penetre na superfície de um substrato. Agentes umectantes podem ser policarboxilatos, aniônicos, zwitteriônicos ou não iônicos. A concentração do agente umectante pode ser, com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, de 0 a 1% em peso, de 0,1% a 0,8% em peso ou de 0,2% a 0,6% em peso.

[0041] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais coalescentes. “Coalescentes”, no presente documento, se referem a solventes de evaporação lenta que fundem partículas de polímero em um filme contínuo sob condição ambiente. Exemplos de coalescentes adequados incluem 2-n-butoxietanol, éter n- butílico de dipropileno glicol, éter n-butílico de propileno glicol, éter metílico de dipropileno glicol, éter metílico de propileno glicol, éter n-propílico de

18 / 34 propileno glicol, éter monobutílico de dietileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol, éter mono-hexílico de etileno glicol, éter monobutílico de trietileno glicol, éter n-propílico de dipropileno glicol, éter n-butílico ou misturas dos mesmos. Os coalescentes preferenciais incluem éter n-butílico de dipropileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol, éter monobutílico de dietileno glicol, éter n-butílico ou misturas dos mesmos. A concentração do coalescente pode ser, com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, de 0 a 3% em peso, de 0,1% a 2% em peso ou de 0,2% a 1,5% em peso.

[0042] Além dos componentes descritos acima, a composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender adicionalmente qualquer um ou uma combinação dos seguintes aditivos: tampões, neutralizantes, umectantes, mildiocidas, biocidas, agentes antidescascamento, corantes, agente de fluxo, antioxidantes, plastificantes, agente de nivelamento, agentes tixotrópicos, promotores de adesão e veículos de esmerilhamento. Quando presentes, estes aditivos podem estar presentes em uma quantidade combinada de 0 a 2% em peso, de 0,1% a 1,5% em peso ou de 0,2% a 1,0% em peso, com base no peso total da composição de revestimento aquosa.

[0043] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender adicionalmente água. A concentração de água pode ser, em peso com base no peso total da composição de revestimento, de 30% a 90%, de 40% a 80% ou de 50% a 70%.

[0044] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode ser preparada misturando-se por adição a dispersão aquosa de polímero com outros componentes opcionais, por exemplo, pigmentos e/ou extensores, conforme descrito acima. Ao preparar a composição de revestimento aquosa, as partículas adsorventes poliméricas são primeiro misturadas com partículas de ligante acrílico para formar a dispersão aquosa da presente invenção, a qual é, então, misturada com outros componentes, por exemplo, pigmento.

19 / 34 Outros componentes na composição de revestimento aquosa podem ser misturados em qualquer ordem para fornecer a composição de revestimento aquosa da presente invenção. Em algumas modalidades, quando a composição de revestimento aquosa compreende pigmento e/ou extensor, o processo para preparar a composição de revestimento aquosa da presente invenção compreende (i) formar esmerilhamentos que compreendem pigmento e/ou extensor, de preferência formando uma pasta fluida de pigmento e/ou extensor; (ii) fornecer a dispersão aquosa da presente invenção, e (iii) misturar os esmerilhamentos e a dispersão aquosa. O processo para preparar a composição de revestimento aquoso usando a dispersão aquosa da presente invenção (isto é, adicionando as partículas adsorventes poliméricas às partículas do ligante acrílico) fornece surpreendentemente à composição de revestimento obtida com VOCs mais baixos e/ou odor mais baixo, em comparação com os processos em que as mesmas partículas adsorventes poliméricas são adicionadas ao preparar esmerilhamentos ou após a preparação da tinta.

[0045] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ser aplicada, e aderida, a vários substratos, compreendendo aplicar a composição de revestimento aquosa a um substrato e secar, ou deixar secar, a composição de revestimento aquosa aplicada para formar um revestimento. Exemplos de substratos adequados incluem madeira, metais, plástico, espumas, pedras, substratos elastoméricos, vidro, tecidos, concreto ou substratos cimentícios. A composição de revestimento aquosa, que compreende, preferencialmente, o pigmento, é adequada para várias aplicações de revestimento, tais como revestimentos marítimos e protetores, revestimentos automotivos, tinta de tráfego, Sistemas de Isolamento e Acabamento de Exteriores (EIFS), almecega de telhado, revestimentos de madeira, revestimentos de bobinas, revestimentos plásticos, revestimentos em pó, revestimentos de latas e revestimentos de engenharia civil. A composição

20 / 34 de revestimento é particularmente adequada para revestimentos arquitetônicos.

[0046] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ser aplicada a um substrato por meio incumbente, incluindo pincelagem, imersão, laminação e pulverização. A composição aquosa é, de preferência, aplicada por pulverização. As técnicas de pulverização padrão e o equipamento para pulverização, tal como pulverizador de ar atomizado, pulverizador de ar, pulverizador sem ar, pulverizador de baixa pressão alto volume e pulverizador eletrostático, tal como aplicação de sino eletrostático, e métodos automáticos ou manuais podem ser usados. Após a composição de revestimento da presente invenção ter sido aplicada a um substrato, a composição de revestimento pode secar, ou ser deixada secar, para formar um filme (isto é, revestimento) à temperatura ambiente (20 a 25 °C) ou em uma temperatura elevada, por exemplo, de 35 °C a 60 °C.

EXEMPLOS

[0047] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas nos Exemplos a seguir, em que todas as partes e percentagens são em peso, a menos que seja especificado de outro modo.

[0048] Os seguintes adsorventes OPTIPORE e AMBERLITE estão todos disponíveis junto à The Dow Chemical Company:

[0049] Adsorvente DOWEX OPTIPORE L493 (“L493”) é um copolímero haloalquilado de estireno e copolímero de divinilbenzeno (área de superfície: 1.100 m2/g, tamanho de partícula: 280 a 900 µm).

[0050] Adsorvente DOWEX OPTIPORE SD-2 (“SD-2”) é um copolímero em ponte de alquileno funcionalizado de dimetilamina e divinilbenzeno (área de superfície: 1.100 m2/g, tamanho de partícula: 280 a 900 µm).

[0051] Adsorvente AMBERLITE XAD4 (“XAD4”) é um polímero de divinilbenzeno e outros monómeros aromáticos de vinila (área de superfície:

21 / 34 750 m2/g, tamanho de partícula: 490 a 690 µm).

[0052] Adsorvente AMBERLITE XAD16N (“XAD16N”) é um polímero de divinilbenzeno e outros monómeros aromáticos de vinila (área superfície: 800 m2/g, tamanho de partículas: 560 a 710 µm).

[0053] Adsorvente AMBERLITE XAD1600N (“XAD1600N”) é um polímero de divinilbenzeno e outros monómeros aromáticos de vinila (área superfície: 700 m2/g, e tamanho de partícula: 350 a 450 µm).

[0054] Adsorvente AMBERLITE XAD18 (“XAD18”) é um polímero de divinilbenzeno e outros monómeros aromáticos de vinila (área superfície: 800 m2/g, tamanho de partículas: 375 a 475 µm).

[0055] Adsorvente AMBERLITE XAD1180 (“XAD1180”) é um polímero de divinilbenzeno e outros monómeros aromáticos de vinila (área superfície: 500 m2/g, tamanho de partícula: 350 a 600 µm).

[0056] O zeólito está disponível junto à Sigma-Aldrich.

[0057] O carvão ativado, disponível junto à Shanghai Activated Carbon Co., Ltd., tem um tamanho médio de partícula de 1,5 milímetros (mm).

[0058] O ligante PRIMAL DC-430V (“DC-430V”), disponível junto à The Dow Chemical Company, é um ligante à base de estireno/acrílico transportado por água.

[0059] TERGITOLTM 15-S-40, disponível junto à The Dow Chemical Company, é um agente umectante (TERGITOL é uma marca comercial da The Dow Chemical Company).

[0060] O dispersante OROTANTM 731A, o espessante ACRYSOL™ espessante RM-8W (“RM-8W”) e o espessante ACRYSOL RM-2020NPR (“RM-2020NPR”) são todos disponíveis junto à The Dow Chemical Company (OROTAN e ACRYSOL são marcas comerciais da The Dow Chemical Company).

[0061] Espessante NATROSOL 250 HBR (“HBR”) está disponível

22 / 34 junto à Hercules Incorporated.

[0062] A base AMP-95 está disponível junto à ANGUS Chemie GmbH.

[0063] Pigmento Ti-Pure R-996, disponível junto à DuPont, é pigmento de dióxido de titânio.

[0064] O antiespumante NOPCO NXZ está disponível junto à SAN NOPCO Ltd.

[0065] O pigmento CELITE 499 está disponível junto à IMERYS.

[0066] O pó de talco (“Talc-800”) e Clay DB-80 estão ambos disponíveis junto à Guangfu Building Materials Group.

[0067] Os métodos de teste e equipamentos analíticos padrão a seguir são usados nos Exemplos.

MÉTODO BET

[0068] Áreas de superfície específicas de partículas adsorventes foram determinadas por isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio (N2) em um aparelho Micrometric ASAP 2010. Amostras foram desgaseificadas a 0,13 Pa e 100 °C por 6 horas antes dos estudos de adsorção. O volume de gás adsorvido para a superfície das partículas adsorventes foi medido no ponto de ebulição do nitrogênio (-196 °C). A quantidade de gás adsorvido foi correlacionada com a área de superfície total das partículas adsorventes, incluindo poros na superfície. Cálculos específicos de área de superfície foram realizados usando o método BET (Brunauer–Emmett–Teller). TAMANHO DE PARTÍCULA (D50)

[0069] O tamanho de partícula D50 de partículas adsorventes foi medido usando um Zetasizer nano ZS (Malvern Instrument, Inc., Worcestershire, Reino Unido) a um comprimento de onda de 633 nm com um ângulo constante de 173° à temperatura ambiente. 5 miligramas (mg) de partículas adsorventes foram dispersos em 1 ml de tolueno antes da caracterização. O tempo de equilíbrio foi de 120 segundos, a célula utilizada

23 / 34 para a amostra foi a cubeta de vidro PCS1115, o modo de duração da medição foi automático, e o número de medições foi 1. O tamanho de partícula D50 foi obtido através da página de distribuição de tamanho de partícula de volume (PSD). MEDIÇÃO DE VOCs

[0070] Para medir VOCs de dispersões aquosas compreendendo partículas adsorventes, as partículas adsorventes foram removidas antes da medição de VOCs por centrifugação da dispersão aquosa a 8.000 rpm por 10 minutos através de uma Ultracentrífuga Optima TLX. As amostras obtidas foram, então, avaliadas quanto ao teor de VOCs usando-se um método de cromatografia gasosa (GC) de headspace. Essa é uma técnica de cromatografia gasosa com amostragem de headspace de um frasco vedado contendo a amostra. As condições para o método de headspace GC foram as seguintes,

[0071] Instrumentos de GC: cromatógrafo a gás HP5890Plus ou HP6890 e dispositivo de amostragem automática de headspace Agilent G1888;

[0072] Temperatura de entrada da GC: 180 °C; Modo: divisão; Razão de divisão: 13,8:1;

[0073] Programa no forno de GC: temperatura inicial: 45 °C por 5 minutos; taxa de aquecimento: 20 °C/min a 240 °C; retenção de 5 minutos;

[0074] Condição de headspace: Temperatura do forno: 130 °C; temperatura do circuito: 140 °C; temperatura da linha de transferência: 150 °C; tempo de equilíbrio do frasco: 10 minutos;

[0075] Colunas de GC: Rtx-200 (30 m x 0,32 mm x 1 µm); Gás transportador: Hélio; Modo: Pressão constante em 63,98 kPa (9,28 psi); Taxa de fluxo: 2,2 ml/min a 45 °C;

[0076] Parâmetros do detector de ionização de chama (FID): 300 °C; Fluxo de ar: 400 ml/min; Fluxo de hidrogênio: 40 ml/min;

24 / 34

[0077] Sistema de dados: o sistema de dados pode variar de sistemas computadorizados, como o Agilent GC ChemStation Rev. B.03.02;

[0078] Frascos: frascos de 20 ml de headspace de vidro de 23 × 75 mm (disponível junto à Agilent, Inc.; nº de catálogo 5182-0837);

[0079] Fechos: Septa revestida de teflon (diâmetro de 20 mm) com tampas de crimpagem de alumínio;

[0080] Preparação de uma solução padrão interna: Adicionou-se éter dietílico de etileno glicol padrão interno (EGDEE) disponível junto à Aldrich) em água DI para gerar a concentração da solução padrão interna de 5.000 ppm (CIS, p/p).

[0081] Preparação de uma solução padrão de etil benzeno e benzaldeído: as curvas de calibração de etil benzeno e benzaldeído, respectivamente, foram desenvolvidas por uma série de soluções com diferentes concentrações de etil benzeno e benzaldeído em água DI na solução padrão interna (5.000 ppm). Os fatores de resposta (RFs) de etil benzeno e benzaldeído, respectivamente, foram medidos usando a curva de calibração de etil benzeno e benzaldeído.

[0082] Cerca de 10 a 20 mg da solução padrão interna preparada acima foi pesada com precisão (WIS) em um frasco de headspace GC, e cerca de 10 a 20 mg da amostra também foram pesados com precisão (WS) e depois adicionados ao frasco. Um frisador foi usado para vedar a tampa do frasco firmemente. Em seguida, os VOCs da amostra foram medidos usando o headspace GC nas condições descritas acima.

[0083] O teor de etil benzeno e benzaldeído na amostra foi quantificado pelos fatores de resposta correspondentes de etil benzeno e benzaldeído, RFetil benzeno e RFbenzaldeído, respectivamente. O teor de outros VOCs na amostra foi semiquantificado por comparação com a área de pico do padrão interno (AIS), e os fatores de resposta de outros VOCs ao padrão interno foram considerados ‘1,0’. O teor de VOCs totais (CTVOC) na amostra

25 / 34 foi, então, determinado pela soma das concentrações de etil benzeno, benzaldeído e outras espécies de VOCs. O teor total de VOCs na amostra foi calculado usando as equações abaixo: CTVOC = Cetil benzeno + Cbenzaldeído + Coutros VOCs; em que Cetil benzeno = (Aetil benzeno/Aetil benzeno) × (WIS/WS) × RFetil benzeno × CIS; Cbenzaldeído = (Abenzaldeído/Abenzaldeído) × WIS/WS × RFbenzaldeído × CIS; Coutros VOCs = (Aoutro VOCs/Aoutro VOCs) × WIS/WS × CIS; em que Cetil benzeno é a concentração de etil benzeno (ppm), Cbenzaldeído é a concentração de benzaldeído (ppm), Coutros VOCs é a concentração de outras espécies de VOCs, exceto etil benzeno e benzaldeído (ppm), e CIS é a concentração do padrão interno (5.000 ppm), Aetil benzeno é a área de pico de etil benzeno, Abenzaldeído é a área de pico de benzaldeído, Aoutros VOCs é a área de pico de outras espécies de VOCs, exceto etil benzeno e benzaldeído, WIS é o peso da solução padrão interna (mg), e WS é o peso da amostra (mg).

AVALIAÇÃO DE ODOR

[0084] A avaliação do odor foi realizada de acordo com a sensação de olfação. 100 gramas (g) de uma amostra de ligante ou tinta foram colocados em uma garrafa de plástico de 150 ml, cada amostra foi equilibrada com a tampa por 1 minuto antes da classificação do odor. Para cada amostra, sete painelistas de odores receberam amostras “cegas” de cada ligante aquoso ou amostra de tinta e depois cheiro em lata. Os painelistas classificaram cada ligante ou tinta em uma escala de 1 a 10, em que 1 se refere a odor intenso, 10 se refere a nenhum odor. Quanto maior a pontuação, menos odor. EXEMPLO (EX.) 1

[0085] Adsorvente XAD16N foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes do esmerilhamento. 15 g de adsorvente XAD16N seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 revoluções por minuto (rpm) por 60 minutos para gerar adsorvente XAD16N moído. 1,5 g do

26 / 34 adsorvente XAD16N moído foi adicionado a 100 g de Ligante DC-430V a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. 2

[0086] Adsorvente XAD4 foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes do esmerilhamento. 15 g de adsorvente XAD4 seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 revoluções por minuto (rpm) por 60 minutos para gerar adsorvente XAD4 esmerilhado. 1,5 g do adsorvente XAD4 moído foi adicionado a 100 g de Ligante DC-430V a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. 3

[0087] Adsorvente XAD1180 foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes do esmerilhamento. 15 g de adsorvente XAD1180 seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 revoluções por minuto (rpm) por 60 minutos para gerar adsorvente XAD1180 esmerilhado. 1,5 g do adsorvente XAD1180 moído foi adicionado a 100 g de Ligante DC-430V a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. 4

[0088] Adsorvente XAD1600N foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes do esmerilhamento. 15 g de adsorvente XAD1600N seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 rpm por 60 minutos para gerar adsorvente XAD1600N esmerilhado. 1,5 g do adsorvente XAD1600N moído foi adicionado a 100 g de DC-430V a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. 5

[0089] Adsorvente L493 foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes da moagem. 15 g de adsorvente L493 seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 rpm por 60 minutos para gerar adsorvente

27 / 34 L493 esmerilhado. 1,5 g do adsorvente L493 moído foi adicionado a 100 g de Ligante DC-430V a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. 6

[0090] Adsorvente SD-2 foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes do esmerilhamento. 15 g de adsorvente SD-2 seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 rpm por 60 minutos para gerar adsorvente SD-2 esmerilhado. 1,5 g do adsorvente SD-2 esmerilhado foi adicionado a 100 g de Ligante DC-430V a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. COMPARATIVO (COMP.) A

[0091] Zeólito foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes da moagem. 15 g de zeólito seco foram adicionados a um moinho esférico e moídos a 4.000 rpm por 60 minutos para gerar zeólito esmerilhado. 1,5 g de zeólito moído foram adicionados a 100 g de ligante DC-430V com agitação a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. COMP. B

[0092] Carbono ativado foi seco em um forno a 100 °C por 3 horas antes do esmerilhamento. Foram adicionados 15 g de carvão ativado seco a um moinho esférico planetário e moídos a 4.000 rpm por 60 minutos para gerar carvão ativado esmerilhado. 1,5 g de carvão ativado esmerilhado foi adicionado a 100 g de ligante DC-430V com agitação a 800 rpm por 30 minutos para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. COMP. C

[0093] 1,5 g de adsorvente XAD16N (sem esmerilhamento) foi adicionado diretamente a 100 g de ligante DC-430V com agitação a 800 rpm por 1 hora para formar uma dispersão aquosa para avaliação de VOCs e odor. EX. COMP. D

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[0094] Foram utilizados 100 g de ligante DC-430V com VOCs de

1.158 ppm para avaliação de VOCs e odor.

[0095] As dispersões aquosas obtidas acima foram avaliadas quanto à eficiência de remoção de VOCs, e os resultados são apresentados na Tabela 1. Como mostrado na Tabela 1, as dispersões aquosas dos Ex. 1 a 6 continham 3,19% em peso, com base no peso seco do ligante, de partículas adsorventes poliméricas esmerilhadas apresentaram uma eficiência de remoção de VOCs muito mais alta, uma eficiência de remoção de hidrocarbonetos aromáticos voláteis (VAHs) particularmente mais alta, em comparação com os que compreendem carvão ativado esmerilhado (Ex. Comp. B) e zeólito esmerilhado (Ex. Comp. A). TABELA 1. EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE VOCs Tamanho de Área de VOCs VOCs VAHs VAHs ID da Partícula D50 Superfície restantes restantes* restantes restantes** Adsorvente amostra (µm) (m2/g) (ppm) (%) (µg/g) (%) Ex. 1 XAD16N esmerilhado 3,3 800 719 60,6 26 44,1 Ex. 2 XAD4 esmerilhado 2,8 750 759 64,0 27 45,8 Ex. 3 XAD1180 esmerilhado 2,9 500 658 55,4 26 44,1 XAD1600N Ex. 4 3,1 700 666 56,1 25 42,4 esmerilhado Ex. 5 L493 esmerilhado 2,1 1.100 699 58,9 25 42,4 Ex. 6 SD-2 esmerilhado 4,6 1.100 634 53,4 25 42,4 Ex. Comp. A zeólito esmerilhado 4,9 250 981 82,6 51 86,4 carvão ativado Ex. Comp. B 3,6 700 933 78,6 45 76,3 esmerilhado *Em relação aos VOCs de 100 g de DC-430V (sem tratamento com adsorvente) **Em relação aos VAHs de 100 g de DC-430V (sem tratamento com adsorvente)

[0096] A eficiência de remoção de VOCs de adsorventes esmerilhados e adsorventes sem esmerilhamento também foi avaliada, e os resultados são apresentados na Tabela 2. Como mostrado na Tabela 2, a dispersão do Ex. 5 compreendendo o adsorvente L493 esmerilhado com tratamento de 0,5 horas mostrou maior eficiência de remoção de VOCs do que a dispersão do Ex. Comp. C tratado pelo adsorvente L493 sem esmerilhamento por 1 hora. TABELA 2. EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE VOCs PARA MÉTODO E

TEMPO DE TRATAMENTO DIFERENTES

29 / 34 Tempo de VOCs VOCs VAHs VAHs ID da Tipo de adsorvente tratamento com restantes restantes* restantes restantes** amostra adsorvente1 (µg/g) (%) (µg/g) (%) Adsorvente L493 Ex. 5 0,5 horas 699 58,9 25 42,4 esmerilhado Adsorvente L493 (sem Ex. Comp. C 1 hora 933 78,6 54 91,5 esmerilhar) 1 Tempo de tratamento com adsorvente significa o tempo de mistura do adsorvente e do ligante antes de realizar a avaliação dos VOCs. *Em relação aos VOCs de 100 g de DC-430V (sem tratamento com adsorvente) **Em relação aos VAHs de 100 g de DC-430V (sem tratamento com adsorvente)

[0097] O odor de ligante DC-430V tratado com diferentes tipos de resinas adsorventes solo também foi avaliado de acordo com o método de avaliação de odor descrito acima, e os resultados são apresentados na Tabela

3. Os escores de odor obtidos para cada amostra foram inseridos no software SAS JMP 12.2. A ANOVA (Análise de Variância) na metodologia six sigma foi usada para analisar a diferença significativa, e os valores de p de cada grupo em relação ao Ex. Comp. D são apresentados na Tabela 3. A ANOVA responde à pergunta se as médias de várias populações são estatisticamente diferentes ou iguais. Uma diferença estatística é encontrada quando a diferença entre as amostras é grande o suficiente em relação à diferença com a amostra de controle. Resumidamente, se o valor de p de dois grupos for menor que 0,05, esses dois grupos terão diferença significativa. Como mostrado na Tabela 3, as dispersões aquosas de todos os exemplos da invenção mostraram uma melhoria significativa do odor do que as dos exemplos comparativos. TABELA 3. AVALIAÇÃO DO ODOR DE LIGANTE DC-430V COM RESINA ADSORVENTE ESMERILHADA. Escore de Desvio Valor de p em relação ID da amostra Comentários odor padrão ao Ex. Comp. D Ex. 1 ligante com XAD16N esmerilhado 7,3 0,9 0,0018 Ex. 2 ligante com XAD4 esmerilhado 7,1 0,8 0,0039 Ex. 3 ligante com XAD1180 esmerilhado 7,4 1,3 0,0018 Ex. 4 ligante com XAD1600N esmerilhado 7,3 1,2 0,0018 Ex. 5 ligante com L493 esmerilhado 8,0 0,8 <0,0001 Ex. 6 ligante com SD-2 esmerilhado 7,0 1,3 0,0084 Ex. Comp. A ligante com zeólito esmerilhado 5,4 1,1 0,9983 Ex. Comp. B ligante com carvão ativado esmerilhado 4,9 1,4 1,0000 Ex. Comp. D ligante sem adsorvente 5,0 0,0 n/a

FORMULAÇÕES DE TINTA

30 / 34 TABELA 4 Formulação de esmerilhamentos Componentes Peso (grama) água 800 NATROSOL 250 HBR 8 TERGITOL™ 15-S-40 8 AMP-95 0,48 OROTAN™ 731A 50 TI-PURE R-996 760 CELITE 499 100 Clay DB-80 480 Talc-800 220 água 40 Subtotal de Esmerilhamento 2.466,48 EX. 7

[0098] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Então, 50,75 g da dispersão aquosa acima do Ex. 1 compreendendo adsorvente XAD16N esmerilhado e ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ e 0,4 g de água DI foram adicionados aos esmerilhamentos usando um misturador de laboratório convencional para obter uma formulação de tinta. EX. 8

[0099] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Em seguida, 50,75 g da dispersão aquosa acima obtida do Ex. 2 compreendendo adsorvente XAD4 moído e ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ e 0,4 g de água Dl foram adicionados usando um misturador de laboratório convencional para se obter uma formulação de tinta. EX. 9

[00100] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um

31 / 34 dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Em seguida, 50,75 g da dispersão aquosa acima obtida do Ex. 3, compreendendo o adsorvente XAD1180 moído e o ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM- 8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ e 0,4 g de água Dl foram adicionados aos esmerilhamentos utilizando um misturador de laboratório convencional para se obter uma formulação de tinta. EX. 10

[00101] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Então, 50,75 g da dispersão aquosa acima obtida do Ex. 4 compreendendo adsorvente XAD1600N esmerilhado e ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ e 0,4 g de água Dl foram adicionados aos esmerilhamentos utilizando um misturador de laboratório convencional para se obter uma formulação de tinta. EX. 11

[00102] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Então, 50,75 da dispersão aquosa acima obtida do Ex. 5 compreendendo chão L493 adsorvente e DC-430V ligante, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ, 0,4 g de água DI foram adicionados aos esmerilhamentos usando um misturador de laboratório convencional para obter uma formulação de tinta. EX. 12

[00103] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um

32 / 34 dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Então, 50,75 g da dispersão aquosa acima obtida do Ex. 6 compreendendo SD-2 esmerilhado e DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ, e 0,4 g de água Dl foram adicionados aos esmerilhamentos utilizando um misturador de laboratório convencional para se obter uma formulação de tinta. EX. COMP. E

[00104] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Em seguida, 50 g de ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ e 1,15 g de água DI foram adicionados aos esmerilhamentos usando um misturador de laboratório para obter uma formulação de tinta. EX. COMP. F

[00105] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Em seguida, 50,75 g de uma dispersão aquosa de Ex. Comp. A compreendendo zeólito moído e ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ, 0,4 g de água desionizada foram adicionados aos esmerilhamentos usando um misturador de laboratório convencional para obter uma formulação de tinta. EX. COMP. G

[00106] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. 50,75 g da dispersão aquosa obtida acima de Ex. Comp. B (compreendendo carvão ativado esmerilhado e ligante DC-430V), 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g

33 / 34 de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ e 0,4 g de água desionizada foram adicionados aos esmerilhamentos usando um misturador de laboratório convencional para obter uma formulação de tinta. EX. COMP. H

[00107] 97,5 g de ingredientes para preparar esmerilhamentos foram misturados, com base nas formulações dadas na Tabela 4, usando um dispersador Cowles de alta velocidade para formar os esmerilhamentos. Em seguida, 0,75 g de adsorvente moído XAD16N foi adicionado aos esmerilhamentos usando Cowles de alta velocidade e agitação por 30 minutos. Em seguida, 50 g de ligante DC-430V, 0,3 g de espessante RM-8W, 0,75 g de espessante RM-2020NPR, 0,3 g de antiespumante NOPCO NXZ, 0,4 g de água DI foram adicionados usando um misturador de laboratório convencional para obter uma formulação de tinta. EX. COMP. I

[00108] 0,75 g de adsorvente XAD16N moído foi adicionado a 150 g da formulação de tinta preparada em Ex. Comp. E e agitado por 30 minutos.

[00109] As dispersões aquosas preparadas dos Ex. 1 a 6 e Ex. Comp. A, B e D foram posteriormente formuladas em formulações de tinta. O odor das tintas obtidas foi avaliado de acordo com o método de avaliação de odor descrito acima, e os resultados de odor foram posteriormente analisados por ANOVA. Os escores de odor dessas tintas são apresentados na Tabela 5. Como mostrado na Tabela 5, a dispersão aquosa da presente invenção mostrou melhora de odor em tintas (Ex. 7 a 12), em comparação com tintas compreendendo ligantes e zeólito moído ou carvão ativado moído (Ex. Comp. F e G). Além disso, também foram avaliados os efeitos da abordagem de adição de adsorventes esmerilhados no odor das tintas resultantes. Como mostrado na Tabela 5, o adsorvente XAD-16 esmerilhado adicionado no estágio de esmerilhado (Ex. Comp. H) ou pós-adicionado na tinta (Ex. Comp. I) resultou em odor mais forte que a dispersão aquosa do Ex. 7, em que o

34 / 34 adsorvente XAD-6 esmerilhado foi adicionado ao ligante (Ex. 7). TABELA 5. AVALIAÇÃO DE ODOR DE TINTAS Adição de Escore de Desvio Valor de p em relação ID da amostra Comentários adsorvente odor padrão ao Ex.

Comp.

F Tinta com XAD16N Misturado com Ex. 7 7,1 0,9 0,0008 esmerilhado ligante Misturado com Ex. 8 Tinta com XAD4 esmerilhado 7,0 1,2 0,0022 ligante Tinta com XAD1180 Misturado com Ex. 9 7,0 1,0 0,0022 esmerilhado ligante Tinta com XAD1600N Misturado com Ex. 10 6,7 0,8 0,0164 esmerilhado ligante Misturado com Ex. 11 Tinta com L493 esmerilhado 6,9 1,1 0,0062 ligante Misturado com Ex. 12 Tinta com SD-2 esmerilhado 6,9 0,4 0,0062 ligante Ex.

Comp.

E Tinta sem adsorvente não 5 0 Misturado com Ex.

Comp.

F Tinta com zeólito esmerilhado 4,3 0,8 0,8956 ligante Tinta com carvão ativado Misturado com Ex.

Comp.

G 5,4 1,1 0,9972 esmerilhado ligante Adicionado no Tinta com XAD16N Ex.

Comp.

H estágio de 5,1 0,9 1,0000 esmerilhado esmerilhamento Adicionado Tinta com XAD16N Ex.

Comp.

I posteriormente à 5,9 0,7 0,7376 esmerilhado tinta

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispersão aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende: (i) partículas de ligante acrílico, e (ii) partículas adsorventes poliméricas com um tamanho de partícula D50 de 1 a 30 mícrons e uma área de superfície específica de 200 m2/g ou mais; em que a dispersão aquosa tem um nível de VOCs de 800 ppm ou menos.

2. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as partículas adsorventes poliméricas estão presentes em uma quantidade de 0,1% a 6%, em peso seco com base no peso seco das partículas de ligante acrílico.

3. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as partículas adsorventes poliméricas têm uma área de superfície específica de 900 m2/g ou mais.

4. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as partículas adsorventes poliméricas têm um tamanho de partícula D50 de 1 a 15 mícrons.

5. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tem um nível de VOCs igual ou inferior a 600 ppm.

6. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as partículas adsorventes poliméricas compreendem um polímero reticulado poroso que inclui como unidades polimerizadas, em peso com base no peso do polímero reticulado poroso, de 0 a 90% de um monômero aromático de monovinila, de 10% a 100% de um monômero aromático de polivinila e de 0 a 25% de um monômero alifático de monovinila.

7. Dispersão aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tem um PVC inferior a 15%.

8. Composição de revestimento aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende: uma dispersão aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e um pigmento.

9. Processo para preparar uma composição de revestimento aquosa, caracterizado pelo fato de que compreende (i) fornecer uma dispersão aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e (ii) misturar a dispersão aquosa com um pigmento.

10. Método para remover compostos orgânicos voláteis (VOCs) de uma dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico, caracterizado pelo fato de que compreende misturar por adição a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico com partículas adsorventes poliméricas, formando, assim, uma dispersão aquosa com um nível de VOCs igual ou inferior a 800 ppm, em que as partículas adsorventes poliméricas têm um tamanho de partícula D50 de 1 a 30 mícrons e uma área de superfície específica de pelo menos 200 m2/g.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico tem um nível de VOCs de 1.200 ppm ou menos antes da mistura por adição com as partículas adsorventes poliméricas.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dispersão aquosa de partículas de ligante acrílico é submetida a remoção por vapor antes da mistura por adição com as partículas adsorventes poliméricas.