BR112020005533B1 - Composições polimérica aquosa e aquosa de revestimento. - Google Patents

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Abstract

A presente invenção fornece uma composição polimérica aquosa e uma composição aquosa de revestimento que compreende tal composição polimérica aquosa que mostra resistência à mancha equilibrada, estabilidade de congelamento- descongelamento e propriedades antientupimento.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a uma composição polimérica aquosa e a uma composição aquosa de revestimento que compreende a mesma que tem zero ou poucos compostos orgânicos voláteis (VOCs).
INTRODUÇÃO
[002] As composições de revestimento aquosas ou transportadas por água estão se tornando cada vez mais importantes que composições de revestimento à base de solvente para menos problemas ambientais. A indústria de revestimento está sempre interessada em desenvolver composições de revestimento sem ou com VOCs substancialmente reduzidos ou em baixo teor, por exemplo, no máximo 5 gramas (g) de VOCs por litro das composições de revestimento. No entanto, as composições de revestimento aquosas, particularmente composições de revestimento de baixo VOC, normalmente apresentam uma falta de estabilidade de congelamento- descongelamento (F/T) durante transporte e armazenamento.
[003] Os agentes anticongelamento recentemente desenvolvidos que não têm contribuição para VOCs, tais como polietileno glicol (PEG) e etoxilato de tristitilfenol, podem ser usados para aprimorar estabilidade de F/T de composições de revestimento. Por exemplo, a Patente n° E.P. 2.703.434 divulga o uso de tristitilfenóis alcoxilados ou tributilfenóis alcoxilados para aprimorar a estabilidade de congelamento-descongelamento de dispersões de látex e formulações de tinta. Infelizmente, a adição desses compostos prejudica a resistência à mancha dos revestimentos resultantes. Algumas aplicações sofisticadas exigem revestimentos que têm uma pontuação de remoção de mancha total de pelo menos 60 conforme medido pelo método de GB/T9780-2013. O uso de tensoativos de fosfato tem benefícios de aprimorar a as propriedades de resistência à mancha de revestimento. No entanto, quando os tensoativos de fosfato são empregados em composições de revestimento, é observado o fenômeno de entupimento de escova. Ademais, outros tensoativos tais como tensoativos não iônicos são úteis para reduzir o entupimento de escova, porém normalmente comprometem o desempenho de resistência à mancha.
[004] Portanto, ainda há uma necessidade de desenvolver uma composição polimérica aquosa, particularmente adequada para aplicações de revestimento de zero ou pouco VOC, para equilibrar as propriedades de desempenho de revestimento incluindo resistência à mancha, estabilidade de congelamento-descongelamento e propriedades antientupimento.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[005] A presente invenção fornece uma composição polimérica aquosa combinando-se um polímero que compreende unidades estruturais de um monômero de fosfato alcoxilado de alila, um silano funcional e um tensoativo de fosfato. A composição polimérica aquosa pode fornecer composições de revestimento que compreende a mesma com saldo aprimorado em resistência à mancha, estabilidade de congelamento- descongelamento e propriedades antientupimento.
[006] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é uma composição polimérica aquosa que compreende (i) um polímero que compreende, com base no peso do polímero, de 0,1% a 10% em peso de unidades estruturais de um monômero de fosfato alcoxilado de alila que tem a estrutura de fórmula (I),
Figure img0001
em que m é de 2 a 5, n é de 0 a 10, l é 1 ou 2 e Y é -OH ou -O- M+, em que M é um íon de metal ou íon de amônio; (ii) um silano funcional selecionado a partir de um oligômero de polissiloxano epóxi-funcional, um composto de silano epóxi-funcional, um composto etilenicamente insaturado que porta pelo menos uma funcionalidade de alcoxissilano, ou misturas dos mesmos; e (iii) um tensoativo de fosfato que tem a estrutura da fórmula (V),
Figure img0002
em que R é uma C8-C30 alquila, AO é um grupo alcoxilado, b é de 1 a 2, a é de 1 a 30 e N+é um íon de metal ou íon de amônio.
[007] Em um segundo aspecto, a presente invenção é uma composição aquosa de revestimento quem tem um teor de VOCs de 5 g/l ou menos que compreende uma composição polimérica aquosa do primeiro aspecto e pelo menos um componente selecionado a partir do grupo que consiste em um dispersante, um coalescente, um agente de umidificação, um espessante, um antiespumante, um pigmento e um extensor.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[008] “Acrílico”, conforme usado no presente documento, inclui ácido (met)acrílico, acrilato de (met)alquila, (met)acrilamida, (met)acrilonitrila e formas modificadas dos mesmos, tais como acrilato de (met)hidroxialquila. No presente documento, o fragmento de palavra “(met)acrila” se refere tanto a “metacrila” quanto “acrila”. Por exemplo, ácido (met)acrílico se refere tanto a ácido metacrílico quanto ácido acrílico, e (met)acrilato de metila se refere tanto a metacrilato de metila quanto acrilato de metila.
[009] “Temperatura de transição vítrea” ou “Tg” na presente invenção pode ser medida por várias técnicas incluindo, por exemplo, calorimetria exploratória diferencial (“DSC”) ou cálculo com o uso de uma equação Fox. Os valores particulares de Tg relatados no presente documento são aqueles calculados com o uso da equação Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, Edição n° 3, página 123 (1956)). Por exemplo, para calcular a Tg de um copolímero de monômeros M1 e M2,
Figure img0003
em que Tg(calc.) é a temperatura de transição vítrea calculada para o copolímero, w(M1) é a fração de peso do monômero M1 no copolímero, w(M2) é a fração de peso de monômero M2 no copolímero, Tg(M1) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero do monômero M1, e Tg(M2) é a temperatura de transição vítrea do homopolímero de monômero M2; em que todas as temperaturas estão em °C (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.
[0010] Conforme usado no presente documento, o termo unidades estruturais, também conhecido como unidades polimerizadas, do monômero nomeado se refere ao restante do monômero após polimerização ou o monômero em forma polimerizada. Por exemplo, uma unidade estrutural de metacrilato de metila é conforme ilustrado:
Figure img0004
em que as linhas pontilhadas representam os pontos de fixação da unidade estrutural à cadeia principal do polímero.
[0011] Composição ou dispersão “aquosa”, neste documento, significa que partículas dispersaram em um meio aquoso. Por “meio aquoso”, entende-se que água e de 0 a 30%, em peso com base no peso do meio, de composto (ou compostos) miscíveis em água tais como, por exemplo, álcoois, glicóis, éteres glicol, ésteres glicol e similares.
[0012] A composição polimérica aquosa da presente invenção compreende um polímero. O polímero é obtido por polimerização de radical livre, de preferência, polimerização por emulsão (desse modo, formando um polímero de emulsão), de uma mistura de monômeros que compreendem pelo menos um monômero de fosfato alcoxilado de alila e um ou mais monômeros descritos abaixo. O polímero compreende unidades estruturais de um ou mais monômeros de fosfato alcoxilado de alila. Os monômeros de fosfato alcoxilado de alila podem ter a estrutura da fórmula (I),
Figure img0005
em que, na fórmula (I), m é de 2 a 5, de preferência, de 3 a 5; n é de 0 a 10, de preferência, de 0 a 5; l é de 1 a 2, de preferência, 2; e Y é -OH ou -O-M+, em que M pode ser um íon de metal ou íon de amônio. De preferência, m é de 3 a 5, n é de 0 a 5, e Y é -O-M+, em que M pode ser um íon de metal ou íon de amônio.
[0013] De preferência, o monômero de fosfato alcoxilado de alila inclui um monômero que tem a estrutura de
Figure img0006
e/ou um sal do mesmo, de preferência, um amônio sal.
[0014] Os monômeros de fosfato alcoxilado de alila incluem ADEKA REASOAP PP-70 (monômero de éster alílico fosforoso alquioxilado com cadeia de óxido de 3 propilenos) disponível junto à Adeka Company, sais do mesmo ou misturas do mesmo.
[0015] O polímero útil na presente invenção pode compreender, em peso com base no peso do polímero, 0,1% ou mais, 0,3% ou mais, 0,5% ou mais, 1,0% ou mais, ou até mesmo 2% ou mais, e ao mesmo tempo, 10% ou menos, 8% ou menos, 7% ou menos, 6% ou menos, 5% ou menos, ou até mesmo 3% ou menos de unidades estruturais do monômero de fosfato alcoxilado de alila. “Peso do polímero” na presente invenção se refere aso peso seco ou sólido do polímero.
[0016] O polímero útil na presente invenção também pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros estabilizantes. Os monômeros estabilizantes podem ser monômeros etilenicamente insaturados que portam pelo menos um grupo funcional selecionado a partir de carboxila, anidrido carboxílico, ácido sulfônico, amida, sulfonato, fosfonato ou combinações dosa mesmos. Os exemplos de monômeros de estabilizantes adequados incluem ácidos carboxílicos α, β-etilenicamente insaturados incluindo um monômero portador de ácido, tal como ácido metacrílico (MAA), ácido acrílico (AA), ácido itacônico (IA), ácido maleico ou ácido fumárico; ou um monômero que porta um grupo formador de ácido que rende ou é subsequentemente conversível, tal como um grupo ácido (por exemplo, anidrido, anidrido (met)acrílico ou anidrido maleico); estireno sulfonato de sódio (SSS), vinil sulfonato de sódio (SVS), ácido 2-acrilamido- 2-metilpropanosulfonic ácido (AMPS), amônio sal de 2-acrilamido-2-metil-1- propano ácido sulfônico, sal de sódio de sulfonato de éter alílico e semelhantes; acrilamida, metacrilamida, (met)acrilamida monossubstituída, N-metilacrilamida, N-etilacrilamida, N-isopropilacrilamida, N- butilacrilamida, butilacrilamida N-terciária, N-2-etil-hexilacrilamida, N,N- dimetilacrilamida, N,N-dietilacrilamida; ou misturas dos mesmos. Os monômeros estabilizantes incluem ácidos carboxílicos α, β-etilenicamente insaturados, tais como ácido metacrílico, ácido acrílico ou misturas dos mesmos. O polímero pode compreender, em peso com base no peso do polímero, de 0 ou mais, 0,5% ou mais, 1% ou mais ou até mesmo 1,5% ou mais, e ao mesmo tempo, 5% ou menos, 3% ou menos ou até mesmo 2,5% ou menos de unidades estruturais do monômero estabilizante.
[0017] O polímero útil na presente invenção pode compreender adicionalmente unidades estruturais de um ou mais monômeros de (met)acrilato acoxilado etilenicamente insaturados. Os monômeros de (met)acrilato acoxilado etilenicamente insaturados podem ter a estrutura da fórmula (II),
Figure img0007
em que R1 é um átomo de hidrogênio ou um grupo metila, X é um grupo óxido de polialquileno orgânico divalente que compreende de 1 a 50 unidades de óxido de alquileno, e R2 é um átomo de hidrogênio ou um grupo de hidrocarbonetos alifáticos ou aromáticos que tem 1 a 20 átomos de carbono. Em uma modalidade, X é, de preferência, um grupo de óxido de polialquileno que compreende unidades de óxido de etileno (EO), unidades de óxido de propileno (PO) ou uma combinação de óxido de etileno e unidades de óxido de propileno. As unidades de óxido de etileno e as unidades de óxido de propileno podem alternar, por exemplo, ou podem estar presentes na forma de blocos de óxido de polietileno e/ou óxido de polipropileno. O grupo de óxido de polialquileno pode compreender 1 ou mais, 2 ou mais, 3 ou mais ou até mesmo 4 ou mais, e ao mesmo tempo, 50 ou menos, 40 ou menos, 30 ou menos, ou até mesmo 20 ou menos das unidades de óxido de alquileno. O radical R2 é, de preferência, um átomo de hidrogênio ou um grupo hidrocarboneto que tem 1 a 10 átomos de carbono; de preferência, R2 é um grupo C1-C8 alquila, um grupo C1-C4 alquila ou um átomo de hidrogênio. Os monômeros de (met)acrilato acoxilado etilenicamente insaturados comercialmente disponíveis incluem VISIOMER MPEG-1005MA (metacrilato de metóxi polietileno glicol 1000) disponível junto à Evonik Company. O polímero pode compreender, em peso com base no peso do polímero, 0 ou mais, 0,1% ou mais, 0,5% ou mais, 0,8% ou mais, 1% ou mais, 1,5% ou mais ou até mesmo 3% ou mais, e ao mesmo tempo, 5% ou menos, 4% ou menos, 3% ou menos, 2,5% ou menos ou até mesmo 2% ou menos, de unidades estruturais do monômero de (met)acrilato acoxilado etilenicamente insaturado.
[0018] O polímero útil na presente invenção também pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados que portam pelo menos um grupo funcional (doravante “monômero etilenicamente insaturado que contém grupo funcional”) que são diferentes do monômero de estabilização. Os grupos funcionais podem ser selecionados a partir de um grupo carbonila, acetoacetóxi, acetoacetamida, ureído, imida, amino, hidroxila, alcoxissilano ou grupo fosforoso. Quando o grupo funcional é o grupo alcoxissilano, os monômeros etilenicamente insaturados que contêm grupo funcional incluem os compostos etilenicamente insaturados que portam pelo menos uma funcionalidade de alcoxissilano descrita na seção de silano funcional abaixo. Os exemplos de monômeros etilenicamente insaturados adequados que contêm grupo funcional incluem viniltrialcoxissilanos, tais como viniltrimetoxissilano ou (met)acriloxialquiltrialcoxissilanos; metacrilato de acetoacetoxietila (AAEM); ácido vinil fosfônico, ácido alil fosfônico, (met)acrilatos de fosfoalquila, tais como (met)acrilato de fosfoetila, (met)acrilato de fosfopropila, (met)acrilato de fosfobutila ou sais dos mesmos; acrilamida de diacetona (DAAM), metilacrilamidoetil etileno ureia, éster alquílico de ácido (met)acrílico hidroxi-funcional, tal como metacrilato de hidroxietila e metacrilato de hidroxipropila ou misturas dos mesmos. Os monômeros etilenicamente insaturados que contêm grupo funcional preferenciais são selecionados a partir de metacrilato de acetoacetoxietila, acrilamida de diacetona ou misturas dos mesmos. O polímero pode compreender, em peso com base no peso do polímero, 0 ou mais, 0,1% ou mais, 0,5% ou mais, 1% ou mais, 1,5% ou mais, 2% ou mais, 2,5% ou mais ou até mesmo 3% ou mais e, ao mesmo tempo, 10% ou menos, 8% ou menos ou até mesmo 5% ou menos de unidades estruturais do monômero etilenicamente insaturado que contêm grupo funcional.
[0019] O polímero útil na presente invenção também pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros não iônicos insaturados etilenicamente adicionais que são diferentes dos monômeros descritos acima. Conforme usado no presente documento, o termo “monômeros não iônicos” se refere a monômeros que não portam uma carga iônica entre pH=1 a 14. Os monômeros não iônicos insaturados etilenicamente adequados podem incluir, por exemplo, monômeros não iônicos insaturados monoetilenicamente incluem ésteres alquílicos de ácidos (metil) acrílicos, tais como 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, metacrilato de laurila, (met)acrilonitrila ou misturas dos mesmos. De preferência, os monômeros não iônicos insaturados etilenicamente adicionais são selecionados a partir do grupo que consiste em metacrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila e estireno. O polímero pode compreender, em peso com base no peso do polímero, de 75% a 99,3%, de 80% a 95% ou de 87% a 94%, das unidades estruturais dos monômeros não iônicos insaturados etilenicamente adicionais.
[0020] Em algumas modalidades, o polímero compreende, em peso com base no peso do polímero, de 0,1% a 5% das unidades estruturais do monômero de fosfato alcoxilado de alila, de 0,5% a 3% de unidades estruturais do monômero estabilizante, de 0,1% a 5% de unidades estruturais do monômero de (met)acrilato acoxilado etilenicamente insaturado, e de 87% a 99,3% de unidades estruturais do monômero não iônico etilenicamente insaturado adicional incluindo, por exemplo, ésteres alquílicos de ácidos (metil)acrílicos, tais como metacrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, ou misturas dos mesmos.
[0021] Os tipos e níveis dos monômeros descritos acima para preparar o polímero podem ser escolhidos para fornecer ao polímero uma temperatura de transição vítrea (Tg) de -10 °C ou mais 0 °C ou mais, 10 °C ou mais, 20 °C ou mais ou até mesmo 30 °C ou mais e, ao mesmo tempo, 70 °C ou menos, 60 °C ou menos, 50 °C ou menos até mesmo 40 °C ou menos. As Tgs dos polímeros podem ser calculadas no presente documento com o uso da equação Fox descrita acima.
[0022] A composição polimérica aquosa da presente invenção pode compreender adicionalmente um ou mais silanos funcionais selecionados a partir de um oligômero de polissiloxano epóxi-funcional, um composto de silano epóxi-funcional, um composto etilenicamente insaturado que porta pelo menos uma funcionalidade de alcoxissilano ou misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, a composição polimérica aquosa da presente invenção compreende o oligômero de polissiloxano epóxi-funcional.
[0023] A composição polimérica aquosa da presente invenção pode compreender um ou mais oligômeros de polissiloxano epóxi-funcionais, oligômeros de polissiloxano epóxi-funcionais tipicamente saturados. “O oligômero” no presente documento se refere a um polímero que tem um peso molecular numérico médio de 200 a 3.000, de 300 a 2.000 ou de 350 a 1.000. O peso molecular numérico médio (Mn) dos oligômeros de polissiloxano epóxi-funcionais podem ser medidos por cromatografia de permeação em gel (GPC) com o uso de um Agilent 1200. Uma amostra é dissolvida em tetra- hidrofurano (THF) com uma concentração de 5 mg/ml e, em seguida, filtrado através de um filtro de politetrafluoroetileno (PTFE) de 0,45 μm de antes da análise de GPC. As condições para a análise de GPC são conforme a seguir, Coluna: Uma coluna PLgel GUARD (10 μm, 50 x 7,5 mm), duas colunas Polymer Laboratories Mixed E (7,8 x 300 mm) em tandem; temperatura de coluna: 40 °C; fase móvel: THF; taxa de fluxo: 1,0 ml/minuto; Volume de injeção: 50 l; detector: detector de índice Refrativo Agilent, 40 °C; e curva de calibração: padrões de PL Polystyrene Narrow com pesos moleculares em uma faixa de 580 a 19.760 g/mol, com o uso de ajuste de polinômio 3. O peso molecular de pico (Mp) usado para calibração estreita são valores convertidos de Mp de cada padrão de PS com o uso da seguinte equação: Mp = 1,0951 Mp de PS0,9369.
[0024] Os oligômeros de polissiloxano epóxi-funcionais úteis na presente invenção podem ter a estrutura da fórmula (III):
Figure img0008
em que x é de 0 a 14; de preferência, de 0 a 4, de 1 a 4 ou de 1 a 3; e R3 é -CH2CH2CH2-.
[0025] O oligômero de polissiloxano epóxi-funcional pode ser uma mistura de oligômeros que tem a estrutura de fórmula (III) com diferentes x valores, por exemplo, 0, 1, 2 ou 3. Em uma modalidade, o oligômero de polissiloxano que contém epóxi útil na presente invenção compreende, (i) um polissiloxano da fórmula (III), em que p=0; (ii) um polissiloxano da fórmula (III), em que p=1; (iii) um polissiloxano da fórmula (III), em que p=2; e (iv) um polissiloxano da fórmula (III), em que p=3. Os oligômeros de polissiloxano epóxi-funcionais adequados comercialmente disponíveis podem incluir oligômero de polissiloxano CoatOSil MP 200 disponível junto à Momentive Performance Materials Inc.
[0026] A composição polimérica aquosa da presente invenção pode compreender um ou mais compostos de silano epóxi-funcionais que são diferentes do oligômero de polissiloxano epóxi-funcional. O composto de silano epóxi-funcional é tipicamente um silano alcoxilado saturado que tem um grupo epóxi. O composto de silano epóxi-funcional pode ter pelo menos um grupo silano hidrolisável. Um composto de silano epóxi-funcional preferencial tem a fórmula geral (IV):
Figure img0009
em que R3 representa um grupo alquila que tem um a 6 átomos de carbono; o grupo OR3 representa um grupo alcóxi incluindo, por exemplo, metóxi, etóxi ou grupo acetóxi, ou combinações dos mesmos; R4 representa um grupo orgânico bivalente que tem um peso molecular de 200 ou menos, de preferência, R4 é um grupo alquileno C1-C10, C1-C5 ou C1-C3; R5 representa um átomo de hidrogênio ou uma alquila, arila ou grupo aralquila que tem um a 20 átomos de carbono; e q é um, 2 ou 3. Os exemplos de compostos de silano epóxi-funcionais adequados podem incluir trimetoxissilano de 3- glicidiloxipropila, trietoxissilano de 3-glicidiloxipropila, metildietoxissilano de 3-glicidiloxipropila, metildimetoxissilano de 3-glicidiloxipropila ou misturas dos mesmos. Os compostos de silano epóxi-funcionais podem incluir gama-glicidoxipropiltrimetoxissilano Silquest A-187 da Momentive Performance Materials Inc.
[0027] A composição polimérica aquosa da presente invenção pode compreender um ou mais compostos etilenicamente insaturados que portam pelo menos uma funcionalidade de alcoxissilano (doravante “composto funcional de alcoxissilano insaturado”) que são diferentes do composto de silano epóxi-funcional. O composto funcional de alcoxissilano insaturado, de preferência, porta uma funcionalidade de alcoxissilano hidrolisável. O composto funcional de alcoxissilano insaturados adequados incluem, por exemplo, viniltrialcoxissilanos, tais como viniltrimetoxissilano; alquilvinildialcoxissilanos; (met)acriloxialquiltrialcoxissilanos, tais como (met)acriloxietiltrimetoxissilano e (met)acriloxipropiltrimetoxissilano; derivados do mesmos e combinações dos mesmos.
[0028] O silano funcional (isto é, o oligômero de polissiloxano epóxi- funcional, o composto de silano epóxi-funcional e/ou composto funcional de alcoxissilano insaturado) útil na presente invenção pode estar presente em uma quantidade combinada de 0,05% ou mais, 0,1% ou mais, 0,15% ou mais, 0,2% ou mais, 0,25% ou mais, 0,3% ou mais, 0,4% ou mais ou até mesmo 0,5% ou mais e, ao mesmo tempo, 3% ou menos, 2,5% ou menos, 2% ou menos, 1,5% ou menos ou até mesmo 1% ou menos, em peso com base no peso do polímero.
[0029] A composição polimérica aquosa da presente invenção também compreende um ou mais tensoativos de fosfato que tem a estrutura de fórmula (V),
Figure img0010
em que R é uma C8-C30 alquila, AO é um grupo alcoxilado (isto é, óxido de alquileno), b é de 1 a 2, a é de 1 a 30, e N+ pode ser um íon de metal ou íon de amônio. R pode ser uma C8-C18 alquila, de preferência, C10-C15 alquila e, com mais preferência, a C11-C13 alquila. AO pode ser um grupo etoxilado (isto é, óxido de grupo de etileno), um grupo propoxilado (isto é, grupo óxido de propileno), ou combinações dos mesmos, de preferência, um grupo etoxilado. De preferência, o valor de a na fórmula (V) é de 1 a 30, de 3 a 15 ou de 5 a 10. De preferência, b é 2. Os tensoativos de fosfato comercialmente disponíveis podem incluir, por exemplo, tensoativo de fosfato etoxilados de alquila RHODAFAC RS610 com 6 unidades de óxido de etileno disponível junto à Solvay Company. O tensoativo de fosfato pode ser adicionado na mistura de monômeros usada para preparar o polímero, durante polimerização, após polimerização ou combinações dos mesmos. A composição polimérica aquosa da presente invenção pode compreender, em peso com base no peso do polímero, 0,1% ou mais, 0,3% ou mais, 0,5% ou mais, 1% ou mais, 2% ou mais, 2,5% ou mais, ou até mesmo 3% ou mais e, ao mesmo tempo, 5% ou menos, 4,5% ou menos, 4% ou menos ou até mesmo 3,5% ou menos do tensoativo de fosfato. A razão de peso entre o tensoativo de fosfato e o monômero de fosfato alcoxilado de alila usados para preparar o polímero podem estar uma faixa de 5:95 a 95:5, de 10:90 a 90:10, de 30:70 a 70:30, de 40:60 a 50:50, de preferência, de 5:95 a 50:50.
[0030] A composição polimérica aquosa da presente invenção pode ser preparada: primeiro por formação do polímero por polimerização de radical livre, de preferência, polimerização por emulsão, de uma mistura de monômeros que compreendem o monômero de fosfato alcoxilado de alila e um ou mais monômeros descritos acima. A concentração de peso total da mistura de monômeros descrita acima para preparar o polímero é igual a 100%. A mistura de monômeros pode ser adicionada pura ou como uma emulsão em água; ou adicionada em uma ou mais adições ou continuamente, linearmente ou não linearmente, durante o período de reação de preparação do polímero. A temperatura adequada para o processo de polimerização de radical livre pode ser inferior a 100 °C, na faixa de 30 °C a 95 °C ou na faixa de 50 °C a 90 °C. Um ou mais tensoativos podem ser usados na preparação do polímero. O tensoativo pode incluir o tensoativo de fosfato descrito acima, um tensoativo adicional que é diferente do tensoativo de fosfato ou combinações dos mesmos. O tensoativo de fosfato e/ou tensoativo adicional pode ser adicionado antes, durante ou após a polimerização da mistura de monômero ou combinações dos mesmos. Esses tensoativos adicionais podem incluir emulsificantes aniônicos e/ou não iônicos. Os exemplos de tensoativos adicionais adequados incluem éter sulfato de ácido graxo DISPONIL FES 32 disponível junto à BASF, etoxilato de álcool secundário TERGITOL™ 15-S- 40 disponível junto à Dow Chemical Company (TERGITOL é uma marca comercial da Dow Chemical Company). O tensoativo adicional usado é normalmente de 0 a 5% em peso, de 0,5% a 3% ou de 0,8% a 2% em peso, com base no peso total dos monômeros usado para preparar o polímero. O silano funcional pode ser adicionado após a polimerização da mistura de monômero.
[0031] No processo de polimerização, iniciadores de radicais livres e/ou agentes de transferência de cadeia podem ser usados. O processo de polimerização pode ser uma polimerização de emulsão iniciada termicamente ou iniciada por redox. Os exemplos de iniciadores de radicais livres incluem peróxido de hidrogênio, hidroperóxido t-butila, hidroperóxido de cumeno, amônio e/ou persulfatos de metal alcalino, perborato de sódio, ácido perfosfórico e sais dos mesmos; permanganato de potássio e amônio ou sais de metal alcalino de ácido peroxidissulfúrico. Os iniciadores de radicais livres podem ser usados tipicamente a um nível de 0,01% a 3,0% em peso, com base no peso total de monômeros. Os sistemas redox que compreendem os iniciadores descritos acima acoplados a um redutor adequado podem ser usados no processo de polimerização. Os exemplos de redutores adequados incluem formaldeído sulfoxilato de sódio, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, metal alcalino e sais de amônio de ácidos que contêm enxofre, tais como sulfeto de sódio, bissulfeto, tiossulfato, hidrossulfito, sulfeto, hidrossulfeto ou ditionita, ácido formadinassulfínico, bissulfeto de acetona, ácido glicólico, ácido hidroximetanossulfônico, hidrato de ácido glioxílico, ácido láctico, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico e sais dos ácidos de procedentes. Sais de metal de ferro, cobre, manganês, prata, platina, vanádio, níquel, cromo, paládio ou cobalto podem ser usados para catalisador a reação redox. Os agentes quelantes para os materiais podem ser usados opcionalmente. Os exemplos de agentes de transferência de cadeia adequados incluem ácido 3-mercaptopropiônico, n-dodecil mercaptano, 3- mercaptopropionato de metila, 3-mercaptopropionato de butila, benzenetiol, alquil mercaptano azelaico ou misturas dos mesmos. O agente de transferência de cadeia pode ser usado em quantidade eficaz para controlar o peso molecular do polímero, por exemplo, de 0 a 1%, de 0,1% a 0,5% ou de 0,15% a 0,4%, em peso com base no peso total dos monômeros usados para preparar o polímero.
[0032] Após concluir a polimerização, a dispersão polimérica obtida pode ser neutralizada por uma ou mais bases como neutralizantes a um valor de pH, por exemplo, pelo menos 6, de 6 a 10 ou de 7 a 9. As bases podem causar neutralização parcial ou completa dos grupos iônicos latentemente iônicos do polímero. Os exemplos de bases adequadas incluem amônia; compostos de metal alcalino ou de metal alcalino-terrosos, tais como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de cálcio, óxido de zinco, óxido de magnésio, carbonato de sódio; aminas primárias, secundárias e terciárias, tais como trietilamina, etilamina, propilamina, monoisopropilamina, monobutilamina, hexilamina, etanolamina, dietilamina, dimetilamina, tributilamina, trietanolamina, dimetoxietilamina, 2- etoxietilamina, 3-etoxipropilamina, dimetiletanolamina, di-isopropanolamina, morfolina, etilenodiamina, 2-dietilaminoetilamina, 2,3-diaminopropano, 1,2- propilenodiamina, neopentanediamina, dimetilaminopropilamina, hexametilenodiamina, 4,9-dioxadodecano-1,12-diamina, polietilenoimina ou polivinilamina; hidróxido de alumínio; ou misturas dos mesmo.
[0033] O polímero útil na presente invenção pode ter um tamanho médio de partícula de 50 nanômetros (nm) a 500 nm, de 80 nm a 200 nm ou de 90 nm a 150 nm, conforme medido por um Dimensionador de Partícula Brookhaven BI-90 ou 90Plus.
[0034] A composição polimérica aquosa da presente invenção é particularmente útil para aplicações de revestimento de zero ou poucos VOCs em que resistência à mancha, estabilidade de F/T e propriedades antientupimento são desejados. A composição aquosa de revestimento da presente invenção que compreende a composição polimérica aquosa tem zero ou poucos VOCs, ou seja, não mais que 5 gramas de compostos orgânicos voláteis (VOCs) por litro (g/l) da composição aquosa de revestimento de acordo com o método de GB18582-2008. De preferência, o teor de VOC da composição aquosa de revestimento é menor que 5 g/l, menor que 3 g/l, menor que 2,5 g/l, menor que 2 g/l ou menor que 1 g/l. Supreendentemente, a composição aquosa de revestimento da presente invenção também pode fornecer filmes de revestimento com resistência à mancha supreendentemente aprimorada conforme indicado por uma pontuação de remoção de mancha total de pelo menos 60 de acordo com o método GB/T 9780-2013, embora a composição aquosa de revestimento também tenha boa estabilidade de congelamento-descongelamento e boas propriedades antientupimento de acordo com os métodos de teste descritos na seção Exemplos. “Boa estabilidade de congelamento-descongelamento” (ou seja, tendo estável em congelamento-descongelamento) significa que uma composição pode ser submetida a três ciclos de congelamento-descongelamento (de -6 °C à temperatura ambiente) que não mostra coagulação e/ou aglomeração, de acordo com o método de teste na seção de exemplos abaixo. O método de GB 18582-2008 no presente documento é o padrão nacional para materiais-limite de decoração e reparação interna de substâncias nocivas de revestimentos arquiteturais interiores, que foi expedido em 1° de abril de 2008 e colocado em vigor em 1° de outubro de 2008. O método de The GB/T 9780-2013 no presente documento é o padrão nacional para o método de teste para resistência de absorção de sujeira e remoção de mancha de filmes de revestimentos e pinturas arquiteturais, que foi expedido em 27 de novembro de 2013 e colocado em vigor em 1° de agosto de 2014. Tanto o método de GB/T9780-2013 quanto o método de GB 18582-2008 foram publicados pela Administração geral de Supervisão de Qualidade, Inspeção e Quarenta da P.R. China e Administração de Padronização da P.R. China.
[0035] A composição aquosa de revestimento da presente invenção também pode compreender um ou mais pigmentos e/ou extensores. Conforme usado no presente documento, o termo “pigmento” se refere a um material inorgânico particulado que tem capacidade para contribuir materialmente para a opacidade ou capacidade de omissão de um revestimento. Tais materiais têm tipicamente um índice de refração maior que 1,8 e incluem pigmentos orgânicos e pigmentos inorgânicos. Exemplos de pigmentos inorgânicos adequados include dióxido de titânio (TiO2), óxido de zinco, sulfito de zinco, óxido de ferro, sulfato de bário, carbonato de bário ou misturas dos mesmos. O pigmento preferencial usado na presente invenção é TiO2. TiO2 também pode estar disponível em forma de dispersão concentrada. O termo “extensor” se refere a um material inorgânico de particulado que tem um índice refrativo inferior ou igual a 1,8 e superior a 1,3. Os exemplos de extensores adequados incluem carbonato de cálcio, óxido de alumínio (Al2O3), argila, sulfato de cálcio, aluminossilicato, silicato, zeólito, mica, terra diatomácea, vidro sólido ou oco, microesfera cerâmica e polímeros opacos, tais como ROPAQUE™ Ultra E disponível junto à The Dow Chemical Company (ROPAQUE é uma marca registrada da The Dow Chemical Company) ou misturas dos mesmos. A composição aquosa de revestimento pode ter uma concentração de volume de pigmento (PVC) de 30% a 70%, de 40% a 60% ou de 45% a 55%. O PVC de uma composição de revestimento pode ser determinado de acordo com a equação a seguir:
Figure img0011
[0036] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente um ou mais antiespumantes. “Antiespumantes” no presente documento se referem a aditivos químicos que reduzem e prejudicam a formação de espuma. Os antiespumantes podem ser antiespumantes à base de silicone, antiespumantes à base de óleo mineral, antiespumantes à base de óxido de etileno/óxido de propileno ou misturas dos mesmos. Os antiespumantes adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, emulsões de copolímero de siloxano de poliéter TEGO Airex 902 W e TEGO Foamex 1488, as duas disponíveis junto à TEGO, antiespumante de silicone BYK-024 disponível junto à BYK ou misturas dos mesmos. O antiespumante pode estar presente, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento, em uma quantidade de geralmente de 0 a 0,5%, de 0,05% a 0,4% ou de 0,1% a 0,3%.
[0037] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente um ou mais espessantes, também conhecidos como “modificadores de reologia”. Os espessantes podem incluir álcool polivinílico (PVA), derivados de ácido, copolímeros de ácido, espessantes associados de uretano (UAT), poliuretanos de ureia de poliéter (PEUPU), poliuretanos de poliéter (PEPU) ou misturas dos mesmos. Os exemplos de espessantes adequados incluem emulsões alcalinas expansíveis (ASE), tais como polímeros de ácido acrílico neutralizado de sódio ou amônio; emulsões alcalinas expansíveis modificadas de maneira hidrofóbica (HASE), tais como copolímeros de ácido acrílico modificados de maneira hidrofóbica; espessantes associados, tais como uretanos etoxilados modificados de maneira hidrofóbica (HEUR); e espessantes celulósicos, tais como ésteres de metil celulose, hidroximetilcelulose (HMC), hidroxietilcelulose (HEC), hidroxietilcelulose modificada de maneira hidrofóbica (HMHEC), carboximetilcelulose de sódio (SCMC), carboximetil 2-hidroxietil celulose de sódio, 2-hidroxipropil metil celulose, 2-hidroxietil metil celulose, 2-hidroxibutil metil celulose, 2-hidroxietil etil celulose e 2- hidoxipropil celulose. De preferência, o espessante é selecionado a partir de HASE, HEC, HEUR ou misturas dos mesmos. O espessante pode estar presente, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento, em uma quantidade de geralmente de 0 a 3,0%, de 0,1% a 1,5%, ou de 0,2% a 1,2%.
[0038] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente um ou mais agentes de umidificação. “Agentes de umidificação” no presente documento se refere a aditivos químicos que reduzem a tensão superfície de uma composição de revestimento, o que faz com que a composição de revestimento se espalhe ou penetre mais facilmente na superfície de um substrato. Os agentes de umidificação podem ser policarboxilatos, aniônicos, zwiteriônicos ou não iônicos. Os agentes de umidificação disponíveis comercialmente disponíveis adequados incluem, por exemplo, tensoativo não iônico TRITONTM CF-10 disponível junto à The Dow Chemical Company (TRITON é uma marca comercial da The Dow Chemical Company), agente de umidificação não iônico SURFYNOL 10 com base em um diol actacetilênico disponível junto à Air Products, BYK-346 e BYK-349 siloxanos modificados por poliéter, os dois disponíveis junto à BYK ou misturas dos mesmos. O agente de umidificação pode estar presente, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento, em uma quantidade de 0 a 1,0%, de 0,1% a 0,8% ou de 0,2% a 0,6%.
[0039] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente um ou mais coalescentes. “Coalescentes”, no presente documento, se refere a solventes de evaporação lenta que fundem partículas de polímero em um filme contínuo sob condição ambiente. Os exemplos de coalescentes adequados incluem 2-n-butoxietanol, n-butil éter de dipropileno glicol, n-butil éter de propileno glicol, metil éter de dipropileno glicol, metil éter de propileno glicol, n-propil éter de propileno glicol, monobutil éter de dietileno glicol, monobutil éter de etileno glicol, monohexil éter de etileno glicol, monobutil éter de trietileno glicol, n-propil éter de dipropileno glicol, n-butil éter ou misturas dos mesmos. Os coalescentes preferenciais incluem álcool de éster TEXANOL disponível junto à Eastman Chemical Company, coalescentes Coasol e Coasol 290 Plus disponíveis junto à Chemoxi International Ltd., n-butil éter de dipropileno glicol, monobutil éter de etileno glicol, monobutil éter de dietileno glicol, n-butil éter ou misturas dos mesmos. O antiespumante pode estar presente, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento, em uma quantidade de geralmente de 0 a 3,0%, de 0,1% a 2,0% ou de 0,2% a 1,5%.
[0040] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente um ou mais dispersantes. Os dispersantes podem incluir dispersantes não iônicos, aniônicos e catiônicos, tais como poliácidos com peso molecular adequado, 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), dimetil amino etanol (DMAE), tripolifosfato de potássio (KTPP), polifosfato tissódico (TSPP), ácido cítrico e outros ácidos carboxílicos. Os poliácidos usados podem incluir homopolímeros e copolímeros com base em ácidos policarboxílicos (por exemplo, peso molecular em uma faixa de 1.000 a 50.000, conforme medido por GPC), incluindo aqueles que foram modificados de maneira hidrofóbica ou hidrofílica, por exemplo, ácido poliacrílico ou ácido polimetrálico ou anidrido maleico com vários monômeros, tais como estireno, ésteres de acrilato ou metacrilato, di- isobutileno e outros comonômeros hidrofílicos ou hidrofóbicos; sais dos mesmos; ou misturas dos mesmos. O dispersante pode estar presente, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento, em uma quantidade de 0 a 1,0%, de 0,1% a 0,8% ou de 0,2% a 0,6%.
[0041] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender um ou mais agentes anticongelamento sem VOCs contribuintes. Os exemplos específicos de agentes anticongelamento podem incluir polietileno glicol, estabilizante de congelamento-descongelamento RHODOLINE FT-100 disponível junto à Solvay ou misturas dos mesmos. O agente anticongelamento, caso esteja presente, deve estar em uma quantidade sem comprometer a resistência à mancha dos revestimentos produzidos a partir do mesmo, por exemplo, até 0,5%, até 0,4%, ou até 0,1%, do agente anticongelamento, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento. De preferência, a composição aquosa de revestimento é substancialmente livre dos agentes anticongelamento (por exemplo, inferior a 0,1% ou até mesmo inferior a 0,05%).
[0042] Além dos componentes descritos acima, a composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente qualquer um dentre ou uma combinação dos seguintes aditivos: tampões, neutralizantes, umectantes, mofocida, biocidas, agentes antiforro, colorantes, agentes de fluxo, reticuladores, antioxidantes, plastificantes, agentes de nivelamento, agentes tixotrópicos, promotores de adesão e veículos de trituração. Esses aditivos podem estar presentes em uma quantidade combinada de 0 a 1% ou de 0,1% a 0,8%, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento.
[0043] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode compreender adicionalmente água tipicamente presente em uma quantidade de presente 30% a 90%, de 40% a 80% ou de 50% a 70%, em peso com base no peso total da composição aquosa de revestimento.
[0044] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode ser preparada misturando-se por adição a composição polimérica aquosa e pelo menos um componente selecionado a partir do grupo que consiste em um dispersante, um coalescente, um agente de umidificação, um espessante, um antiespumante, um pigmento e um extensor. Os componentes na composição aquosa de revestimento podem ser misturados em qualquer ordem para fornecer a composição aquosa de revestimento da presente invenção. Qualquer um dos componentes opcionais mencionados acima também pode ser adicionado à composição durante ou antes da mistura para formar a composição aquosa de revestimento. Os pigmentos e/ou extensores são misturados, de preferência, com o dispersante para formar uma pasta fluida de pigmentos e/ou extensor.
[0045] A composição aquosa de revestimento da presente invenção pode ser aplicada e aderida a vários substratos. Os exemplos de substratos adequados incluem madeira, materiais, plásticos, espumas, pedras, substratos elastoméricos, vidro, papel de parede, tecidos, painel de fibra de densidade média (MDF), placa de partícula, placa de gesso, concreto ou substratos cimentícios. A composição aquosa de revestimento pode ser aplicada a um substrato por meios incumbentes incluindo escovação, imersão, laminação e aspersão. A composição aquosa é aplicada, de preferência, por aspersão. As técnicas e equipamento de aspersão para aspersão, tais como aspersão automatizada por ar, aspersão de ar, aspersão sem ar, aspersão de baixa pressão e alto volume e aspersão eletrostática, tais como aplicação de sino eletrostático e métodos ou manuais ou automáticos podem ser usados. Após a composição aquosa de revestimento ter sido aplicada a um substrato, a composição de revestimento pode secar ou pode-se permitir que a mesma seque a fim de formar um filme (ou seja, revestimento) à temperatura ambiente (20 a 25 °C) e a uma temperatura elevada, por exemplo, de 35 °C a 60 °C. A composição de revestimento pode ser usada sozinha ou em combinação com outros revestimentos para formar revestimentos de múltiplas camadas.
[0046] A composição aquosa de revestimento da presente invenção é útil como revestimentos em vários substratos, em que bons efeitos de formação de microesfera e boa resistência à mancha são importantes, tais como aquelas superfícies que são rotineiramente expostas a ambientes externos. A composição aquosa de revestimento é adequada para várias aplicações, tais como revestimentos marinhos e protetores, revestimentos automotivos, tinta de trânsito, Sistemas de Isolamento Exterior e de Acabamento (EIFS), mástique de teto, revestimentos de madeira, revestimentos de bobina, revestimentos de plástico, revestimentos de lata, revestimentos arquiteturais e revestimentos de engenharia civil. A composição aquosa de revestimento é particularmente útil para revestimentos arquiteturais.
EXEMPLOS
[0047] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas nos Exemplos a seguir, em que todas as partes e porcentagens estão em peso salvo quando especificado de outro modo.
[0048] O acrilato de butila (BA), ácido metacrílico (MAA), acrilato de etila (EA), Acrilato de 2-Etilhexila (2-EHA), metacrilato de metila (MMA), monoetanolamina (MEA) e tensoativo não iônico TERGITOL 15-s- 40 (“15-s-40”) estão todos disponíveis junto à The Dow Chemical Company.
[0049] O tensoativo DISPONIL FES 32 (“Fes-32”) é éter sulfato de álcool graxo.
[0050] O tensoativo DISPONIL A-19 IS (“A-19”) é dodecil benzeno sulfonato de sódio (linear). Esses dois tensoativos estão disponíveis juntos à BASF.
[0051] O tensoativo ADEKA REASOAP SR-1025 (“SR-1025”), disponível junto à Adeka, é um emulsificante aniônico polimerizável (25% ativo).
[0052] O tensoativo HITENOL AR-1025 (“AR-1025”), disponível junto à Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., é polioxietileno estirenado propenil fenil éter sulfato amônio sal (25% ativo).
[0053] VISIOMER MPEG 1005 MA (“MPEG-1005MA”), disponível junto à The Evonik Company, é um lauril metacrilato de óxido de polialquileno.
[0054] O tensoativo Polystep P-12A (“P-12A”), disponível junto à Stepan, é monotridecil éter fosfato de polietileno glicol (25% ativo).
[0055] O tensoativo RHODAFAC PE3016 (“PE3016”), disponível junto à Solvay, é um tensoativo de éster de fosfato alcoxilado.
[0056] O silano CoatOSil MP 200 (“MP200”) é um oligômero de polissiloxano epóxi-funcional que tem um peso molecular numérico médio de 350 a 1.000. O silano Silquest A-171 (“A-171”) é viniltrimetoxissilano. O silano Silquest A-187 (“A-187”) é gama-Glicidoxipropiltrimetoxissilano. Os silanos MP200, A-171, A-187 estão todos disponíveis junto à Momentive Performance Materials Inc.
[0057] O metacrilato de fosfoetila (PEM) está disponível junto à Solvay (100% ativo).
[0058] PP-7025, disponível junto à Shanghai Yuyou Industrial Co.,
Figure img0012
[0059] O equipamento e métodos analíticos a seguir são usados nos Exemplos.
Figure img0013
[0060] Os recipientes foram preenchidos com 75% de volume de uma composição de revestimento de teste. Os recipientes foram vedados e colocados em um congelador a -6 °C por 16 horas e, em seguida, retirados do congelador para permitir o descongelamento a condições ambientes (cerca de 25 °C) por 8 horas. As etapas acima completam um ciclo de F/T. Os ciclos de F/T continuaram até que a amostra coagulasse ou até um máximo de três ciclos. Após cada ciclo, o número de ciclos foi registrado caso a coagulação ou gel tivesse sido observada. Após a conclusão de 3 ciclos, a amostra foi agitada manualmente para observar a aparência a olho nu. Caso a amostra não coagule ou mostrasse grãos separados da amostra após o teste de congelamento-descongelamento, a amostra é classificada como “Aprovada” indicando boa estabilidade de congelamento-descongelamento. De outro modo, caso a amostra coagule ou tenha grãos separados, e a amostra é classificada “Não Aprovada” indicando estabilidade de congelamento- descongelamento insuficiente.
TESTE DE ENTUPIMENTO DE ESCOVA
[0061] Uma amostra de teste foi preparada misturando-se 100 g de uma composição de revestimento de teste e 20 g de água. A mistura resultante foi vertida em uma lata. Em seguida, uma escova de lã foi colocada na lata que foi, em seguida, colocada em um forno a 40 °C por 2 horas. A escova aquecida foi retirada e escovada em uma placa e, em seguida, foi colocada de volta na lata que foi armazenada no forno. As etapas acima completam um ciclo. Em cada ciclo, o número de ciclos é registrado caso o entupimento de escova tenha sido observado. Após 5 ciclos, a escova foi lavada suavemente à mão com o uso de água. Caso a escova não esteja entupida ou endurecida e não haja precipitação observada no interior da escova, a amostra é aprovada no teste de entupimento de escova, indicando bom desempenho antientupimento; de outro modo, a amostra não é aprovada no teste de entupimento de escova, indicando desempenho antientupimento insuficiente.
TESTE DE REMOÇÃO DE MANCHA
[0062] A capacidade de remoção de mancha foi testada com o uso do método GB/T 9780-2013. As amostras de teste foram fundidas em gráficos de limpeza de vinila preta com o uso de uma barra de puxada de tinta para formar filmes úmidos (espessura: 120 μm). Os filmes foram curados por 7 dias à temperatura ambiente antes de as manchas terem sido aplicadas. As áreas de teste consistem em 25 mm de largura e 100 mm de comprimento do gráfico corte transversal. Dentro da área de teste, seis tipos de manchas (vinagre, negro de chá, tinta, negro de água, negro de álcool e negro de Vaselina) foram aplicados nos filmes. As manchas líquidas foram aplicadas sobre gaze para impedir que a mancha saísse da área de teste. As manchas permaneceram no painel por 2 horas antes que a mancha excessiva fosse limpa com lenço seco. Em seguida, o painel de teste foi colocado em um testador de limpeza sob um peso de 1,5 kg, com um ciclo de limpeza de 37 limpezas por minuto. Após o painel de teste ter sido limpo for 200 ciclos, o mesmo foi removido do testador, enxaguado sob água corrente e pendurado para secagem. Em seguida, a área de mancha limpada foi avaliada medindo-se a mudança de índice de reflexão (X) com o uso da fórmula abaixo,
Figure img0014
em que Y1 é o índice de reflexão após o teste de remoção de mancha e Y0 é índice de reflexão antes do teste de remoção de mancha. Y1 e Y0 foram testados pelo instrumento de guia de espectro BYK.
[0063] Com base no valor de índice de reflexão obtido X, a pontuação de remoção de mancha (Ri) para cada mancha, em uma escala de 1 a 10, pode ser obtida da tabela a seguir,
Figure img0015
[0064] Em seguida, a pontuação de remoção de mancha total (R’) foi calculada de acordo com a fórmula a seguir,
Figure img0016
em que Ri é a pontuação de remoção de mancha para diferentes manchas e n é 6. Na China, o padrão premium de remoção de mancha é pelo menos 60 pontos de acordo com o método. De outro modo, a pontuação de remoção de mancha total inferior a 60 pontos é aceitável. Quanto mais alta a pontuação de remoção de mancha total, melhor será a resistência à mancha.
MEDIÇÃO DE VOCS
[0065] A medição de VOCs foi realizada em um Cromatógrafo de Gás Agilent 7890A (GC), Espectrômetro de massa 5975C (MS) com um detector de três eixos geométricos. Uma alíquota de 2 g (registrado com precisão) da composição de revestimento de teste foi pesada em um frasco centrífugo de 20 ml, seguido adicionando-se 500 ppm de (2-(2-etoxietoxi)- etanol) de um padrão interno e um marcador VOC (ácido hexanodioico, éster dietílico). A amostra resultante foi agitada primeiramente em um misturador de vórtice por 1 minuto, seguido mantendo-se por 5 minutos, em seguida, agitado por mais 1 minuto e, por fim, em seguida, centrifugado a 4.000 rpm por 20 minutos. O sobrenadante da amostra foi retirado e filtrado através de um filtro de seringa 0,45 μm. Em seguida, a filtração resultante foi injetada no sistema GC-MS com um volume de injeção de 1 μl. As condições de GC-MS foram conforme a seguir, Programa de forno GC: Inicial 45 °C mantendo por 4 minutos e, em seguida, a uma taxa de 8 °C/min a 230 °C mantendo por 10 minutos; taxa de fluxo: 1 ml/minuto; velocidade média: 36,4 cm/s; Temperatura de entrada de GC: 230 °C, razão de divisão: 10:1; A coluna de GC: DB-5MS (J&W, número de parte: 1225533): comprimento de 30 m x diâmetro de 250 μm x espessura de filme de 1,0 μm; Os parâmetros do Detector de Espectrometria de Massa (MSD) (modo de varredura): Temperatura de Fonte MS: 230°C, Temperatura Quad MS: 150°C, Modo de Aquisição: Varredura, Massa 29 a 350 Da.
[0066] O teor de VOCs na amostra foi medida com base nas diretrizes descritas no método GB 18582-2008. Fatores de resposta de vários VOCs ao padrão interno foram considerados como ‘1’.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EXEMPLO (EX.) COMPARATIVO (COMP.) 1
[0067] Uma emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de A-19, 60 g de PP-7025, 712,58 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA e 23,76 g de MAA.
[0068] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de oligômero de silano CoatOSil MP200 foram adicionados lentamente.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 2
[0069] Uma emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0070] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de oligômero de silano CoatOSil MP200 foram adicionados lentamente.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 1
[0071] Uma emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água deionizada (DI), 60 g de P-12A, 60 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0072] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,00 g de Fes- 32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguidos rapidamente de 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de oligômero de silano CoatOSil MP200 foram adicionados lentamente.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 3
[0073] Uma emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 100 g de PE3016, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0074] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de oligômero de silano CoatOSil MP200 foram adicionados lentamente.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 4
[0075] Uma emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de SR-1025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0076] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de oligômero de silano CoatOSil MP200 foram adicionados lentamente.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 5
[0077] A emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de AR-1025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0078] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de oligômero de silano CoatOSil MP200 foram adicionados lentamente. COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 2
[0079] A composição polimérica aquosa do Ex. 2 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. 2 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de UCAN-5, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0080] COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 3
[0081] A composição polimérica aquosa do Ex. 3 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. 3 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de UCAN-7, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 4
[0082] A composição polimérica aquosa do Ex. 4 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. 4 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 6,67 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA. COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 5
[0083] A composição polimérica aquosa do Ex. 5 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. 5 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 25,71 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 6
[0084] A composição polimérica aquosa do Ex. 6 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. 6 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 140 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 7
[0085] A composição polimérica aquosa do Ex. 7 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. 7 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 540 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 8
[0086] A emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0087] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de silano Silquest A-187 foram adicionados posteriormente de maneira lenta.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. 9
[0088] A emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0089] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5. Por fim, 8,20 g de silano Silquest A-171 foram adicionados posteriormente de maneira lenta.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 6
[0090] A composição polimérica aquosa do Ex. Comp. 6 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. Comp. 6 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de UCAN-6, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 7
[0091] A composição polimérica aquosa do Ex. Comp. 7 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. Comp. 7 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 37,5 g de COPS-3, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA, e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 8
[0092] A composição polimérica aquosa do Ex. Comp. 8 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. Comp. 8 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de UCAN-9, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 9
[0093] A composição polimérica aquosa do Ex. Comp. 9 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. Comp. 9 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 15 g de PEM, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 10
[0094] A composição polimérica aquosa do Ex. Comp. 10 foi preparada de acordo com o mesmo procedimento do Ex. 1 acima, com exceção de que a emulsão de monômero usada no Ex. Comp. 10 foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 15 g de PAM-200, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA AQUOSA DO EX. COMP. 11
[0095] A emulsão de monômero (ME) foi preparada misturando-se 450 g de água DI, 60 g de P-12A, 60 g de PP-7025, 697,17 g de MMA, 109,42 g de 2-EHA, 721,21 g de EA, 22,29 g de MPEG-1005MA e 16,97 g de MAA.
[0096] Em um frasco de fundo redondo de quatro gargalos de 5 litros equipado com um agitador de pá, um termômetro, uma entrada de nitrogênio e um condensador de refluxo, 700 g de água DI foi adicionado e aquecido a 88 °C sob atmosfera de nitrogênio com agitação. Em seguida, 5,0 g de Fes-32 e 59,6 g de ME foram adicionados ao frasco, seguido rapidamente por 4,68 g de persulfato de sódio dissolvido em 28,08 g de água DI. A ME restante foi adicionada ao frasco durante a coalimentação de 1,56 g de persulfato de sódio dissolvido em 100 g de água DI em 120 minutos. Quando a alimentação de ME foi concluída, a reação foi mantida a 88 °C por 40 minutos. Em seguida, a solução NaOH foi adicionada para ajustar o pH a 8,0 a 8,5.
[0097] Todas as composições poliméricas aquosas obtidas acima tiveram um tamanho medido de partícula de cerca de 130 nm e um teor de sólido de cerca de 47%.
COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO
[0098] As composições de revestimento foram preparadas com base nas formulações listadas na Tabela 1. As composições poliméricas aquosas como preparadas (Ex. 1 a 9 e Ex. Comp. 1 a 11) foram usadas como ligantes para preparar cada composição de revestimento, de acordo com formulações fornecidas na Tabela 2. Os ingredientes para trituração foram misturados com o uso de um dispersor Cowles de alta velocidade. Em seguida, os ingredientes para descarga são adicionados e misturados por um agitador convencional. As composições de revestimento obtidas foram testadas de acordo com os métodos de teste descritos, e os resultados foram fornecidos na Tabela 2. Todas as composições de revestimento tiveram VOCs inferiores a 5 g/l, conforme medido de acordo com o método de GB18582-2008. TABELA 1. TÍPICA FORMULAÇÃO DE TINTA DE ZERO VOC
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Figure img0018
[0099] Conforme mostrado na Tabela 2, os ligantes que compreendem um polímero obtido do reativo monômeros de fosfato alcoxilado de alila que têm 3~5 unidades de PO, em combinação com o tensoativo de fosfato P-12A e os silanos funcionais (ligantes do Ex. 1 a 9 ligantes) forneceram surpreendentemente revestimento com resistência à mancha (pontuação de remoção de mancha de 60~65) ao mesmo tempo que mantêm boa estabilidade de F/T e propriedades antientupimento para composições de revestimento de zero VOC.
[00100] Em contrapartida, durante a combinação do tensoativo A-19 com o polímero que tem unidades estruturais do monômero de fosfato reativo PP-7025 (ligante de Ex. Comp. 1), a pontuação de remoção de mancha do revestimento resultante foi muito baixa (~46). Durante o uso do tensoativo P- 12A (ligante Ex. Comp. 2), do tensoativo de fosfato PE3016 (ligante do Ex. Comp. 3) ou de outros tensoativos de sulfato de alcoxilato reativo (SR-1025 ou AR-1025) (ligantes de Ex. Comp. 4 e 5), os ligantes resultante forneceram revestimento com desempenho insuficiente de remoção de mancha. Os ligantes obtidos do reativo monômero de fosfato de alcoxilato de alila que têm unidades de óxido de etileno, porém sem unidade de óxido de propileno (ligantes dos Ex. Comp. 6 e 7), forneceram revestimentos com resistência à mancha insuficiente e propriedades antientupimento e estabilidade F/T não equilibradas. O ligante obtido do monômero de fosfato de alcoxilato de alila que tem 8 unidades de PO (ligante do Ex. Comp. 8) não foi aprovado no teste de estabilidade F/T. O uso do reativo metacrilato monômero de fosfato (ligantes do Ex. Comp. 9 e 10) também resultou na resistência à mancha insuficiente, desempenho de estabilidade F/T e antientupimento de revestimentos. O ligante que não conteve qualquer silano funcional (ligante do Ex. Comp. 11) forneceu resistência à mancha insuficiente conforme indicado por uma pontuação de remoção de mancha <60 na composição de revestimento de zero VOC. TABELA 2 COMPOSIÇÃO DE LIGANTE E DESEMPENHO DO REVESTIMENTO
Figure img0019
Figure img0020

Claims (9)

1. Composição polimérica aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende (i) um polímero que compreende, com base no peso do polímero, de 0,1% a 10% em peso de unidades estruturais de um monômero de fosfato alcoxilado de alila que tem a estrutura da fórmula (I), CH3 O I II
Figure img0021
em que m é de 2 a 5, n é de 0 a 10, l é 1 ou 2 e Y é -OH ou -O- M+, em que M é um íon de metal ou íon de amônio; (ii) um silano funcional selecionado a partir de um oligômero de polissiloxano epóxi-funcional, um composto de silano epóxi-funcional, um composto etilenicamente insaturado que porta pelo menos uma funcionalidade de alcoxissilano, ou misturas dos mesmos; e (iii) um tensoativo de fosfato que tem a estrutura da fórmula (V), o
Figure img0022
em que R é uma C8-C30 alquila, AO é um grupo alcoxilado, b é de 1 a 2, a é de 1 a 30 e N+é um íon de metal ou íon de amônio.
2. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que na fórmula (I), m é de 3 a 5, n é de 0 a 5 e Y é -O-M+, em queM é um íon de metal ou íon de amônio.
3. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende, com base no peso do polímero, de 0,5% a 3% em peso de unidades estruturais do monômero de fosfato alcoxilado de alila.
4. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o oligômero de polissiloxano epóxi-funcional tem a estrutura a seguir (III),
Figure img0023
em que x é de 0 a 14, e R3 é -CH2CH2CH2-.
5. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o silano funcional é selecionado a partir do grupo que consiste em 3-glicidiloxipropil trimetoxissilano, 3-glicidiloxipropil trietoxissilano, 3-glicidiloxipropil metildietoxissilano, 3-glicidiloxipropilmetildimetoxissilano, viniltrialcoxissilanos, alquilvinildialcoxissilanos e (met)acriloxialquiltrialcoxissilanos.
6. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o silano funcional está presente em uma quantidade de 0,1% a 3% em peso, com base no peso do polímero.
7. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende adicionalmente, com base no peso do polímero, de 0,1% a 5% em peso de unidades estruturais de um monômero de (met)acrilato acoxilado etilenicamente insaturado.
8. Composição polimérica aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende de 0,1% a 5% em peso do tensoativo de fosfato, com base no peso do polímero.
9. Composição aquosa de revestimento, caracterizada pelo fato de que compreende um teor de VOCs de 5 g/l ou menos que compreende uma composição polimérica aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, e pelo menos um componente selecionado a partir do grupo que consiste em um dispersante, um coalescente, um agente de umidificação, um espessante, um antiespumante, um pigmento e um extensor.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11274221B2 (en) * 2017-12-15 2022-03-15 Ricoh Company, Ltd. Ink, ink set, ink container, image forming method, image forming apparatus and recorded matter
KR20220059499A (ko) * 2019-09-05 2022-05-10 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 수성 중합체 분산액
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Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5936043A (en) * 1995-12-22 1999-08-10 Rohm And Haas Company Polymers crosslinkable with aliphatic polycarbodiimides
US6566474B1 (en) * 2000-06-19 2003-05-20 Colonial Chemical Inc Phosphate polymers
CA2494131C (en) * 2002-09-12 2013-03-19 The Procter & Gamble Company Polymer systems and cleaning compositions comprising same
EP1692237A1 (en) * 2003-12-04 2006-08-23 Basf Aktiengesellschaft Low-voc aqueous coating compositions with excellent freeze-thaw stability
CN100551981C (zh) * 2003-12-04 2009-10-21 巴斯福股份公司 具有优异冻融稳定性的低voc水性涂料组合物
FR2867478B1 (fr) 2004-03-10 2006-04-28 Cray Valley Sa Dispersion aqueuse de polymere pour revetement barriere
US7820754B2 (en) 2004-03-10 2010-10-26 Cray Valley S.A. Aqueous polymer dispersion for barrier coating
DE602005004303T2 (de) 2004-08-26 2009-01-02 Lubrizol Advanced Materials, Inc., Cleveland Beschichtungszusammensetzungen mit verbesserter stabilität
DE102008007261A1 (de) 2007-08-28 2009-03-05 Evonik Degussa Gmbh Wässrige Silansysteme basierend auf Bis(trialkoxysilyalkyl)aminen
NZ586683A (en) 2008-01-18 2013-03-28 Rhodia Operations Latex binders, aqueous coatings and paints having freeze-thaw stability and methods for using same
JP5124496B2 (ja) 2008-02-01 2013-01-23 富士フイルム株式会社 親水性部材
US8293825B2 (en) 2008-03-20 2012-10-23 Basf Se Polymer dispersions containing phosphorous polymers and emulsifiers
JP5612983B2 (ja) 2010-09-28 2014-10-22 株式会社Adeka 難燃性塗工材用水系ポリウレタン樹脂組成物、及び該組成物を塗布してなる塗工品
EP2567990B1 (en) * 2011-09-08 2014-03-19 Rohm and Haas Company Soluble shell polymer composition and method for its preparation
AU2014391028B2 (en) 2014-04-17 2018-11-08 Rohm And Haas Company Polymer dispersion and its application in high pigment volume concentration coatings

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