BR112020010384B1 - Composições de mescla de espessante aquosa e de revestimento aquoso, e, processo para preparar uma composição de mescla de espessante aquosa - Google Patents

Composições de mescla de espessante aquosa e de revestimento aquoso, e, processo para preparar uma composição de mescla de espessante aquosa Download PDF

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Abstract

Trata-se de uma composição de mescla de espessante aquosa que compreende uma composição de espessante aquosa solúvel em álcali ou intumescível em álcali modificada hidrofobicamente e uma composição de espessante associativa suprimível com ácido, proporcionando alta eficiência de espessamento e fornecendo uma composição de revestimento aquosa compreendendo essa composição de mescla de espessante aquosa com boa estabilidade de envelhecimento por calor e estabilidade de flutuação de cor.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a uma composição de mescla de espessante aquosa e uma composição de revestimento aquosa que compreende a mesma.
INTRODUÇÃO
[002] Espessantes são amplamente utilizados em composições aquosas para obter o desejado grau de viscosidade necessário para a adequada formulação e aplicação das composições aquosas. Um tipo geral de espessantes utilizados em composições aquosas é referido na técnica como um espessante associativo. Os espessantes associativos são tipicamente solúveis em água em uma ampla faixa de pH de 2 a 10 e, portanto, são relativamente independentes do pH, como espessantes de uretano etoxilado hidrofobicamente modificados (HEUR). Outro tipo de espessante usado em composições aquosas é referido na técnica como um espessante de emulsão alcalina ou solúvel em álcali, com ou sem modificação hidrofóbica (espessantes HASE ou ASE, respectivamente), que aumenta a espessura dos sistemas poliméricos aquosos efetivamente a valores de pH 6 e maiores porque normalmente são insolúveis em água com valores de pH inferiores a 6 e solúveis em água com valores de pH superiores a 6. Os espessantes de emulsão solúveis em álcali ou intumescíveis em álcali são tipicamente fornecidos na forma de emulsão a valores de pH abaixo de 5.
[003] Para fornecer um equilíbrio de propriedades que não podem ser fornecidas por um único espessante, é desejável poder mesclar dois ou mais espessantes diferentes em um único produto. Por exemplo, a Patente US no 7.741.401 divulga mesclas de espessantes associativos solúveis e independentes de pH com espessantes ASE e/ou HASE, como o espessante ACRYSOLTM TT-935 linear HASE e ACRYSOLTM ASE-60 (da The Dow Chemical Company. ACRYSOL é uma marca comercial da The Dow Chemical Company) com uma viscosidade que pode ser manuseada e derramada rapidamente. Infelizmente, as composições aquosas que compreendem essas mesclas espessantes ainda apresentam problemas de estabilidade de flutuação de cor e/ou aumento da viscosidade quando submetidas a envelhecimento por calor, particularmente quando o espessante HASE é o principal componente das mesclas. A propriedade de estabilidade de flutuação de cor pode ser melhorada aumentando a dosagem de espessantes associativos, mas isso tem a desvantagem da eficiência de espessamento reduzida e do custo de formulação aumentado, enquanto isso, a dosagem de espessante HASE geralmente é limitada devido à baixa estabilidade de armazenamento.
[004] Assim, permanece uma necessidade na técnica de mesclas espessantes que proporcionem composições aquosas com propriedades equilibradas de estabilidade de armazenamento e estabilidade de flutuação de cor.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[005] A presente invenção fornece uma composição de mescla de espessante aquosa inovadora e uma composição de revestimento aquosa que compreende a mesma. A composição de mescla de espessante aquosa da presente invenção pode proporcionar alta eficiência de espessamento, por exemplo, menos de 10 gramas de sólidos de tal dispersão aquosa de polímeros de múltiplos estágios necessários para se obter a viscosidade da composição de revestimento aquosa de 100 Unidades Krebs (KU). A composição de revestimento aquosa da presente invenção melhorara a estabilidade de armazenamento após (aqui “estabilidade envelhecimento por calor”), por exemplo, a 50 a 60 °C, como indicado por uma mudança de viscosidade dentro de ± 10 KU. Essa eficiência de espessamento e a estabilidade de envelhecimento por calor são medidas de acordo com os métodos de teste descritos na seção Exemplos abaixo. A composição de revestimento aquosa da presente invenção também pode ter melhor estabilidade de flutuação de cor com uma pontuação de estabilidade de flutuação de cor igual ou superior a 8 após armazenamento por um mês a 50 °C.
[006] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é uma composição de mescla de espessante aquosa que compreende: (i) uma composição de espessante aquosa solúvel em álcali ou intumescível em álcali hidrofobicamente modificada compreendendo um polímero de múltiplos estágios, em que o polímero de múltiplos estágios compreende um polímero A e um polímero B em uma razão em peso entre o polímero A e o polímero B de 95:5 a 55:45; em que o polímero A compreende, em peso, com base no peso do polímero A, (a1) 15% ou mais de unidades estruturais de um ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (a2) unidades estruturais de um monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (a3) inferior a 0,1% de unidades estruturais de um monômero hidrofóbico associado, e, opcionalmente, (a4) unidades estruturais de um reticulador selecionado a partir de um di(met)acrilato de C3-C20 alquilenoglicol, di(met)acrilato de poli(alquileno-glicol) e combinações dos mesmos; e em que o polímero B compreende, em peso, com base no peso do polímero B, (b1) 15% ou mais de unidades estruturais de um ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (b2) unidades estruturais de um monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (b3) de 0,1% a 60% em peso de unidades estruturais de um monômero hidrofóbico associado, e (b4) unidades estruturais de um reticulador selecionado a partir de um di(met)acrilato de C3-C20 alquilenoglicol, di(met)acrilato de poli(alquileno glicol) e combinações dos mesmos; e (ii) uma composição de espessante associativa suprimível com ácido aquosa que compreende, com base no peso da composição de espessante associativa suprimível com ácido aquosa, (a) 1% a 60% em peso de um espessante associativo suprimível com ácido com uma estrutura principal que compreende um polioxialquileno, um polissacarídeo ou um álcool polivinílico, sendo que o dito espessante associativo suprimível com ácido compreende ainda uma pluralidade de grupos hidrofóbicos ligados a ou dentro da estrutura principal, em que um ou mais dos grupos hidrofóbicos compreende uma amina secundária, uma amina terciária, uma fosfina terciária ou uma combinação dos mesmos e, opcionalmente, uma amina quaternária, com a condição de que menos de 80% da funcionalidade total da amina é uma amina quaternária; (b) ácido suficiente para protonar substancialmente a amina secundária, a amina terciária, a fosfina terciária ou uma combinação das mesmas; (c) 40% a 99% em peso de água; e (d) zero a 15% em peso de um cossolvente orgânico, tensoativo, composto de ciclodextrina ou combinação dos mesmos; em que a razão em peso seco entre o polímero de múltiplos estágios e o espessante associativo suprimível com ácido está na faixa de 99:1 a 65:35.
[007] Em um segundo aspecto, a presente invenção é um processo para preparar uma composição de mescla de espessante aquosa do primeiro aspecto.
[008] Em um terceiro aspecto, a presente invenção é uma composição de revestimento aquosa que compreende uma composição de mescla de espessante aquosa do primeiro aspecto e um ligante.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[009] “Acrílico” na presente invenção inclui ácido (met)acrílico, acrilato de (met)alquila, (met)acrilamida, (met)acrilonitrila e suas formas modificadas, tal como acrilato de (met)hidroxialquila. Por todo este documento, o fragmento de palavra “(met)acrila” se refere tanto a “metacrila” quanto a “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.
[0010] “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, 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.
[0011] 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 ao monômero em forma polimerizada. Por exemplo, uma unidade estrutural de metacrilato de metila é como ilustrada: em que as linhas pontilhadas representam os pontos de fixação da unidade estrutural à cadeia principal do polímero.
[0012] Composição ou dispersão "aquosa”, neste documento, significa que as partículas dispersaram 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, como, por exemplo, álcoois, glicóis, éteres de glicol, ésteres de glicol e similares.
[0013] O termo "espessantes associativos" é conhecido na técnica e refere-se a espessantes que atuam através de um mecanismo associativo. O mecanismo associativo permite o conjunto exclusivo de propriedades exibidas pelos espessantes associativos em particular. Por exemplo, em revestimentos à base de látex, sabe-se que os espessantes associativos de poliéter fornecem fluxo e nivelamento aprimorados e melhor construção de filme em comparação com espessantes não associativos de alto peso molecular.
[0014] A composição de mescla de espessante aquosa da presente invenção compreende uma composição de espessante solúvel ou intumescível em álcali hidrofobicamente modificada aquosa (HASE). A composição de espessante HASE compreende um polímero de múltiplos estágios. O polímero de múltiplos estágios tipicamente na dispersão aquosa compreende pelo menos um polímero A e pelo menos um polímero B que é diferente do polímero A, que são formados em diferentes estágios da polimerização de radicais livres em múltiplos estágios.
[0015] O polímero A no polímero de múltiplos estágios pode compreender unidades estruturais de um ou mais ácidos carboxílicos α,β- etilenicamente insaturados (a1). Exemplos de ácidos carboxílicos α,β- etilenicamente insaturados adequados incluem um monômero que contém ácido tal como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido itacônico, ácido crotônico ou ácido fumárico; um monômero que tem um grupo de formação de ácido que produz, ou é subsequentemente convertível em, tal grupo ácido (tal como anidrido, anidrido(met)acrílico, ou anidrido maleico); ou misturas dos mesmos. O polímero A pode compreender, em peso com base no peso do polímero A, 15% ou mais, 20% ou mais, 25% ou mais, 30% ou mais, 35% ou mais, 40% ou mais, ou mesmo 45% ou mais e, ao mesmo tempo, 60% ou menos, 55% ou menos, ou mesmo 50% ou menos de unidades estruturais do ácido carboxílico α, β-etilenicamente insaturado. “Peso do polímero A” na presente invenção se refere ao peso seco ou peso de sólidos do polímero A.
[0016] O polímero A no polímero de múltiplos estágios pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados (a2). 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 monoetilenicamente insaturados adequados podem incluir, por exemplo, ésteres de alquila de ácidos (met)acrílicos, monômeros aromáticos de vinila tais como estireno e estirenos substituídos, ésteres de vinila de ácidos carboxílicos, nitrilas etilenicamente insaturadas ou misturas dos mesmos. Preferencialmente, o monômero não iônico monoetilenicamente insaturado é um éster de C1-C18, C2-C10 ou C3-C6 alquila de ácido (met)acrílico, por exemplo, acrilato de metila, metacrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, metacrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, (met)acrilato de iso- butila, (met)acrilato de hexila, (met)acrilato de laurila, (met)acrilato de estearila, (met)acrilato de ciclo-hexila, (met)acrilato de benzila, (met)acrilato de oleíla, (met)acrilato de palmilila, (met)acrilato de nonila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de dodecila, (met)acrilato de pentadecila, (met)acrilato de hexadecila, (met)acrilato de octadecila. Mais preferencialmente, os monômeros não iônicos etilenicamente insaturados são selecionados a partir do grupo que consiste em metacrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila e acrilato de 2-etil-hexila. O polímero A pode compreender, em peso com base no peso do polímero A, de 40% a 85%, de 45% a 80%, ou de 50% a 70%, de unidades estruturais do monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados.
[0017] O polímero A no polímero de múltiplos estágios pode opcionalmente compreender, em peso com base no peso do polímero A, menos de 0,1% de unidades estruturais de um ou mais monômeros associados hidrofóbicos (a3). Os monômeros associados hidrofóbicos podem ter a estrutura da fórmula I: H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R1)CH2O)mR2 (I), em que R é H ou CH3, R1 é um grupo C1-C2 alquila, R2 é um grupo fenil aralquila ou um grupo C8-C50 alquila linear ou ramificado, n é um número inteiro de 6 a 100, de 10 a 60, ou de 20 a 40, e m é um número inteiro de 0 a 50, desde que n>m e m + n seja de 6 a 100. M pode ser um número inteiro de 0 a 20, de 0 a 10 ou de 0 a 5. Preferencialmente, m é 0 e n é um número inteiro de 10 a 60; e, mais preferencialmente, m é 0 e n é um número inteiro de 20 a 40. R preferido é CH3. R2 pode ser um grupo benzeno substituído por alquil benzeno, preferencialmente, um grupo benzeno substituído por C1-C4 alquil benzeno, e, mais preferencialmente, um grupo benzeno substituído por etil benzeno. Os monômeros associados hidrofóbicos adequados podem incluir, por exemplo, metacrilato de polietóxi lauril (23 unidades de oxietileno (EO)), metacrilato de polietóxi C13/C15 (20EO), metacrilato de cetostearil polietóxi (30EO), metacrilato de ceteth-20, metacrilato de polietóxi be-henila (30EO), metacrilato de fenol tristirila polietoxilado (25EO), metacrilato de polietóxi (20EO), metacrilato de cetil polietóxi (25EO), metacrilato de lauril polietóxi (10EO), metacrilato de estearil polietóxi (25EO), metacrilato de be-henil-tricosil polioxietileno, éster de metacrilato de 20 mols de etoxilato de álcool cetil-estearílico ou misturas dos mesmos. O polímero A pode compreender, em peso, com base no peso do polímero A, menor que 0,1%, menor que 0,09%, menor que 0,08%, menor que 0,07%, menor que 0,06%, menor que 0,05%, menor que 0,04%, menor que 0,03%, menor que 0,02%, menor que 0,01%, ou mesmo zero, de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado. Em algumas modalidades, o polímero A está substancialmente livre de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado, por exemplo, menor que 0,02%, menor que 0,01% ou mesmo zero, com base no peso do polímero A.
[0018] O polímero A no polímero de múltiplos estágios pode opcionalmente compreender unidades estruturais de um ou mais reticuladores selecionados a partir de di(met)acrilatos de C3-C20 alquileno glicol, di(met)acrilatos de poli(alquileno glicol) ou combinações dos mesmos. Preferivelmente, o di(met)acrilato de alquileno glicol é um di(met)acrilato de C3-C15 alquileno glicol e mais preferencialmente um di(met)acrilato de C3-C10 alquileno glicol. O di(met)acrilato de poli(alquileno glicol) útil na presente invenção pode incluir di(met)acrilato de poli(etileno glicol), di(met)acrilato de poli(propileno glicol), di(met)acrilato de poli(butileno glicol) ou combinações dos mesmos. O di(met)acrilato de poli(alquileno glicol) pode compreender de 2 a 20, de 2 a 10 ou de 2 a 8 unidades de óxido de alquileno. Exemplos de reticuladores adequados incluem dimetacrilato de 1,3-butileno glicol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, 1,3-dimetacrilato de glicerol, dimetacrilato de dietileno glicol, dimetacrilato de trietileno glicol, dimetacrilato de tripropileno glicol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de neopentil glicol, di(met)acrilato de 1,9-nonanodiol, diacrilato de propileno glicol, dimetacrilato de 1,1,1-trimetilolpropano, diacrilato de 1,1,1-trimetiloletano ou misturas dos mesmos. O polímero A pode compreender, em peso com base no peso do polímero A, de 0% a 2%, de 0,01% a 1%, de 0,02% a 0,5% ou de 0,03% a 0,25%, de unidades estruturais do reticulador.
[0019] Em algumas modalidades, o polímero A compreende, em peso, com base no peso do polímero A, (a1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (a2) de 40% a 80% de unidades estruturais do monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (a3) de 0 a 0,05% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado e (a4) de 0 a 0,25% de unidades estruturais do reticulador.
[0020] Em algumas modalidades preferidas, o polímero A no polímero de múltiplos estágios consiste em unidades estruturais do ácido carboxílico α, β-etilenicamente insaturado, do monômero não iônico monoetilenicamente insaturado e, opcionalmente, do reticulador.
[0021] O polímero de múltiplos estágios útil na presente invenção compreende ainda o polímero B que é diferente do polímero A. O polímero B pode compreender unidades estruturais de um ou mais ácidos carboxílicos α,β-etilenicamente insaturados (b1), que podem ser selecionados a partir do mesmo grupo (a1) como descrito acima na seção de polímero A. O polímero B pode compreender, em peso com base no peso do polímero B, 15% ou mais, 20% ou mais, 25% ou mais, 30% ou mais, 35% ou mais, 40% ou mais, ou mesmo 45% ou mais e, ao mesmo tempo, 60% ou menos, 55% ou menos, ou mesmo 50% ou menos de unidades estruturais dos ácidos carboxílicos α, β-etilenicamente insaturados. “Peso do polímero B” na presente invenção se refere ao peso seco ou peso de sólidos do polímero B.
[0022] O polímero B no polímero de múltiplos estágios também pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados (b2), que podem ser selecionados a partir do mesmo grupo (a2) como descrito acima na seção de polímero A. O polímero B pode compreender, em peso com base no peso do polímero B, 5% ou mais, 10% ou mais, 20% ou mais, 25% ou mais, 30% ou mais, 35% ou mais, ou mesmo 40% ou mais e, ao mesmo tempo, 84% ou menos, 80% ou menos, 75% ou menos, 70% ou menos, ou mesmo 65% ou menos de unidades estruturais dos monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados.
[0023] O polímero B no polímero de múltiplos estágios pode ainda compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros associados hidrofóbicos (b3), que podem ser selecionados a partir do mesmo grupo (a3) como descrito acima na seção de polímero A. O polímero B pode compreender, em peso com base no peso do polímero B, 0,1% ou mais, 0,5% ou mais, 1% ou mais, 1,5% ou mais, 2% ou mais, 3% ou mais, 4% ou mais ou mesmo 5% ou mais e, ao mesmo tempo, 60% ou menos, 50% ou menos, 40% ou menos, 30% ou menos, 20% ou menos, 15% ou menos, 10% ou menos ou mesmo 8% ou menos de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado.
[0024] O polímero B no polímero de múltiplos estágios pode compreender unidades estruturais de um ou mais reticuladores (b4), que podem ser selecionados a partir do mesmo grupo (a4) como descrito acima na seção de polímero A. O polímero B pode compreender, em peso com base no peso do polímero B, de 0,01% a 20%, de 0,02% a 15%, de 0,03% a 10%, de 0,05% a 5% ou de 0,1% a 2%, de unidades estruturais do reticulador.
[0025] Em algumas modalidades, o polímero B compreende, em peso, com base no peso do polímero B, (b1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (b2) de 35% a 75% de unidades estruturais do monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (b3) de 0,1% a 30% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado e (b4) de 0,01% a 2% de unidades estruturais do reticulador.
[0026] A razão em peso entre o polímero A e o polímero B no polímero de múltiplos estágios pode estar na faixa de 95:5 a 55:45, de 94:6 a 56:44, de 92:8 a 58:42, de 91:9 a 59:41, de 90:10 a 60:40, de 85:15 a 65:35 ou de 80:20 a 70:30.
[0027] O polímero de múltiplos estágios útil na presente invenção pode compreender ainda unidades estruturais de um ou mais monômeros monoetilenicamente insaturados que transportam pelo menos um grupo funcional selecionado a partir de um grupo carbonila, sulfonato, fosfato, hidroxila, amida, ou ureído, no polímero A, no polímero B, ou em tanto no polímero A quanto no polímero B. Monômeros monoetilenicamente insaturados que transportam pelo menos um grupo funcional podem incluir, por exemplo, diacetona (met)acrilamida (DAAM), metacrilato de acetoacetoxietila (AAEM), acrilamida, metacrilamida, estireno sulfonato de sódio (SSS), vinil sulfonato de sódio (SVS), (met)acrilato de 2-fosfoetila, acrilato de 2-hidroxietila ou misturas dos mesmos. O polímero de múltiplos estágios pode compreender de 0 a 20%, de 1% a 10% ou de 2% a 5% de unidades estruturais dos monômeros monoetilenicamente insaturados que contêm grupos funcionais, em peso com base no peso do polímero de múltiplos estágios, por exemplo, peso total do polímero A e do polímero B. “Peso do polímero de múltiplos estágios” na presente invenção se refere ao peso seco ou peso de sólidos do polímero de múltiplos estágios.
[0028] Em algumas modalidades preferidas, o polímero de múltiplos estágios na composição de espessante HASE compreende: (A) o polímero A que compreende, em peso, com base no peso do polímero A, (a1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (a2) de 40% a 80% de unidades estruturais do éster alquílico de ácido (met)acrílico, (a3) menos de 0,05% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado e, opcionalmente (a4), de 0 a 0,25% de unidades estruturais do reticulador; e (B) o polímero B que compreende, em peso, com base no peso do polímero B, (b1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (b2) de 40% a 80 % de unidades estruturais do éster alquílico de ácido (met)acrílico, (b3) de 1% a 10% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado e (b4) de 0,01% a 2% em peso de unidades estruturais do reticulador; em que a razão em peso entre o polímero A e o polímero B é de 90:10 a 60:40.
[0029] O polímero de múltiplos estágios útil na presente invenção pode ter um peso molecular médio ponderado de 30.000 daltons ou mais, 200.000 daltons ou mais, 600.000 daltons ou mais, 700.000 daltons ou mais, 800.000 daltons ou mais, 900.000 daltons ou mais, ou mesmo 1.000.000 daltons ou mais e, ao mesmo tempo, 10.000.000 daltons ou menos, 9.200.000 daltons ou menos, 9.100.000 daltons ou menos, 9.000.000 daltons ou menos, 8.000.000 daltons ou menos, 7.000.000 daltons ou menos, 6.000.000 daltons ou menos, 5.000.000 daltons ou menos, 4.000.000 daltons ou menos, 3.500.000 daltons ou menos, ou até 3.000.000 daltons ou menos. O peso molecular aqui descrito pode ser caracterizado pelo uso de Fracionamento por Fluxo de Campo de Fluxo Assimétrico com Dispersão de Luz de Ângulos Múltiplos (MALS) em linha e detectores diferenciais de índice de refração, de acordo com o método de teste descrito na seção Exemplos abaixo.
[0030] Os tipos e níveis dos monômeros acima descritos podem ser escolhidos para dotar o polímero de múltiplos estágios de uma Tg adequada para diferentes aplicações. Por exemplo, o polímero A pode ter uma Tg de 5 a 80 °C, de 10 a 70 °C ou de 15 a 60 °C. O polímero B pode ter uma Tg de 5 a 120 °C, de 10 a 100 °C ou de 15 a 80 °C. A Tg do polímero de múltiplos estágios pode estar na faixa de 5 °C a 100 °C, de 10 °C a 80 °C, ou de 15 °C a 60 °C. O polímero de múltiplos estágios pode estar presente na dispersão aquosa na forma de partículas poliméricas de múltiplos estágios com um número tamanho de partícula de tamanho de partícula médio numérico de 70 nanômetros (nm) a 300 nm, de 80 nm a 200 nm, de 90 nm a 150 nm, ou de 100 nm a 120 nm, conforme medido pelo Analisador de Tamanho de Partículas Brookhaven BI-90.
[0031] O polímero de múltiplos estágios útil na presente invenção pode estar presente em uma quantidade de 10% a 70% em peso seco, com base no peso total da composição de espessante HASE aquosa, por exemplo, 15% ou mais, 20% ou mais, 25% ou mais ou mesmo 30% ou mais e, ao mesmo tempo, 65% ou menos, 60% ou menos, 55% ou menos, 50% ou menos, 45% ou menos ou mesmo 40% ou menos. A dispersão de composição de espessante HASE aquosa compreende ainda água.
[0032] O polímero de múltiplos estágios na composição de espessante HASE aquosa pode ser preparado por polimerização de radicais livres de múltiplos estágios, na qual pelo menos dois estágios são formados sequencialmente, o que geralmente resulta na formação do polímero de múltiplos estágios que compreende pelo menos duas composições de polímeros, como o polímero A no primeiro estágio e o polímero B no segundo estágio. Na preparação das partículas de polímero de múltiplos estágios, o polímero A pode ser polimerizado primeiro e subsequentemente o segundo polímero é polimerizado na presença do polímero A. Cada estágio da polimerização de radicais livres de múltiplos estágios pode ser conduzido por técnicas de polimerização bem conhecidas na técnica, como polimerização em suspensão ou polimerização em emulsão dos monômeros descritos acima. A polimerização em emulsão é um processo preferido. O polímero A pode ser polimerizado a partir de uma primeira mistura de monômeros que compreende o ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado (a1), o monômero não iônico monoetilenicamente insaturado (a2) e, opcionalmente, o monômero hidrofóbico associado (a3) e/ou o reticulador multietilenicamente insaturado (a4). Em seguida, o polímero B pode ser polimerizado a partir de uma segunda mistura de monômeros que compreende o ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado (b1), o monômero não iônico monoetilenicamente insaturado (b2), o monômero hidrofóbico associado (b3) e o reticulador (b4). A dosagem de cada monômero, com base no peso da primeira mistura de monômeros, na primeira mistura de monômeros para a preparação do polímero A, pode ser substancialmente igual ao teor de unidades estruturais desse monômero no polímero A, como descrito acima. O mesmo se aplica à dosagem de cada monômero na segunda mistura de monômeros para a preparação do polímero B. A concentração em peso total de monômeros para a preparação do polímero A e do polímero B, respectivamente, é igual a 100%. A primeira mistura de monômeros e/ou a segunda mistura de monômeros pode ser adicionada como uma emulsão em água; ou adicionada em uma ou mais adições ou continuamente, linearmente ou não linearmente ao longo do período de reação para preparar o polímero A ou o polímero B, ou combinações dos mesmos. A temperatura adequada para processos de polimerização em emulsão pode ser inferior a 100 °C, por exemplo, na faixa de 30 a 95 °C, ou na faixa de 50 a 90 °C.
[0033] No processo de polimerização de radicais livres de múltiplos estágios, iniciadores de radicais livres podem ser usados no estágio de preparação do polímero A, no estágio de preparação do polímero B, ou em ambos os estágios. O processo de polimerização de radicais livres de múltiplos estágios pode ser polimerização em emulsão iniciada termicamente ou iniciada por redox em cada estágio. Os exemplos de iniciadores de radicais livres incluem peróxido de hidrogênio, hidroperóxido de 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 acima descritos acoplados a um redutor adequado podem também ser usados no processo de polimerização de radical livre de múltiplos estágios. Exemplos de redutores adequados incluem formaldeído sulfoxilato de sódio, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, sais de metal alcalino e amônio de ácidos que contêm enxofre, como sulfito de sódio, bissulfito, tiossulfato, hidrossulfito, sulfureto, hidrossulfureto ou ditionito, ácido formadinassulfínico, bissulfito de acetona, ácido glicólico, ácido hidroximetanossulfônico, hidrato de ácido glioxílico, ácido lático, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico e sais dos ácidos anteriores. Sais metálicos de ferro, cobre, manganês, prata, platina, vanádio, níquel, cromo, paládio ou cobalto podem ser usados para catalisar a reação redox. Agentes quelantes para os metais podem opcionalmente ser usados.
[0034] No processo de polimerização de radicais livres de múltiplos estágios, um tensoativo pode ser usado no estágio de preparação do polímero A, no estágio de preparação do polímero B, ou em ambos os estágios. O tensoativo pode ser adicionado antes ou durante a polimerização dos monômeros, ou combinações dos mesmos. Uma porção do tensoativo também pode ser adicionada após a polimerização. Os tensoativos podem ser usados em ambos os estágios. Esses tensoativos podem incluir emulsificantes aniônicos e/ou não iônicos. Exemplos de tensoativos adequados incluem sais de metal alcalino ou amônio de sulfatos, sulfonatos ou fosfonatos de alquila, arila ou alquilarila; ácidos alquilssulfônicos; sais de sulfossuccinato; ácidos graxos; monômeros de tensoativo etilenicamente insaturados; e álcoois ou fenóis etoxilados. Em algumas modalidades preferenciais, são usados os sais de amônio ou metal alcalino de tensoativo de sulfatos de alquilarila, alquila ou arila. A quantidade combinada dos tensoativos usados é, geralmente, de 0,1% a 10% em peso, ou de 1% a 5% em peso, com base no peso de monômeros totais usados para preparar o polímero de múltiplos estágios.
[0035] No processo de polimerização de radicais livres de múltiplos estágios, um agente de transferência de trem pode ser usado no estágio de preparação do polímero A, no estágio de preparação do polímero B ou em ambos os estágios. Exemplos de agentes de transferência de cadeia adequados incluem ácido 3-mercaptopropiônico, dodecil mercaptano, 3- mercaptopropionato de metila, 3-mercaptopropionato de butila, benzenotiol, alquil mercaptano azelaico, ou misturas dos mesmos. O agente de transferência de cadeia pode ser usado em uma quantidade eficaz para controlar o peso molecular do polímero de múltiplos estágios. O agente de transferência de cadeia pode estar presente em uma quantidade de 0 a 3% em peso, de 0,01% a 2% em peso ou de 0,05% a 1% em peso, com base no peso total de monômeros usados para preparar o polímero de múltiplos estágios.
[0036] A dispersão aquosa do polímero de múltiplos estágios obtida pode ter um valor de pH de 0,5 a 5,0, de 1,0 a 4,5 ou de 1,5 a 4,0. A dispersão aquosa de polímero de múltiplos estágios pode ter uma viscosidade de 1 a 200 centipoises (cps), de 3 a 100 cps ou de 5 a 50 cps, conforme medido por um viscosímetro Brookfield a uma taxa de cisalhamento de 60 rpm com o eixo n° 2 à temperatura ambiente (20 a 30 °C). O polímero de múltiplos estágios pode se tornar solúvel em água após a neutralização. O polímero A, o polímero B e o polímero de múltiplos estágios resultante podem ser solúveis em álcali. "Solúvel em álcali" significa que um polímero é substancialmente solúvel em um meio aquoso que foi ajustado com álcali a um pH de cerca de 5,0 ou superior à temperatura ambiente. "Intumescível em álcali" significa que um polímero é substancialmente intumescível em um meio aquoso que foi ajustado com álcali a um pH de cerca de 5,0 ou superior à temperatura ambiente. A neutralização pode ser realizada adicionando uma ou mais bases à dispersão aquosa. Exemplos de bases adequadas incluem amônia; compostos de metal alcalino ou metal alcalino terroso, tal como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de cálcio, carbonato de sódio; aminas primárias, secundárias e terciárias, tal como trietil amina, etilamina, propilamina, monoisopropilamina, monobutilamina, hexilamina, etanolamina, dietil amina, dimetil amina, tributilamina, trietanolamina, dimetoxietilamina, 2-etoxietilamina, 3-etoxipropilamina, dimetiletanolamina, di- isopropanolamina, morfolina, etilenodiamina, 2-dietilaminoetilamina, 2,3- diaminopropano, 1,2-propilenodiamina, neopentanodiamina, dimetilaminopropilamina, hexametilenodiamina, 4,9-dioxadodecano-1,12- diamina, polietilenoimina ou polivinilamina; hidróxido de alumínio; ou misturas dos mesmos.
[0037] A composição de mescla de espessante aquosa da presente invenção compreende ainda uma composição de espessante associativa suprimível com ácido. A composição de espessante associativa suprimível com ácido adequada pode incluir aqueles espessantes associativos descritos nas Patentes US 7.741.401, 7.741.402 e 9.790.345. A composição de espessante associativa suprimível com ácido útil na presente invenção compreende um espessante associativo suprimível com ácido. O espessante associativo suprimível com ácido pode ter uma estrutura principal que compreende um polioxialquileno, um polissacarídeo ou um álcool polivinílico, sendo que o dito espessante associativo suprimível com ácido compreende ainda uma pluralidade de grupos hidrofóbicos ligados à ou dentro da estrutura principal em que um ou mais dos ditos grupos hidrofóbicos compreende uma amina secundária, uma amina terciária, uma fosfina terciária ou uma combinação das mesmas e, opcionalmente, uma amina quaternária, com a condição de que menos de 80% da funcionalidade total da amina é uma amina quaternária. A amina secundária, a amina terciária e a fosfina terciária são aqui definidas de modo que os átomos de carbono adjacentes ao nitrogênio ou fósforo não sejam classificados como carbonos carbonila ou tionila. O termo "ligado a ou dentro da estrutura principal" do espessante significa que esses grupos hidrofóbicos podem estar localizados dentro da estrutura principal, pendentes na estrutura principal e/ou nos terminais da cadeia. O termo "grupo hidrofóbico" significa um grupo escolhido a partir de radicais e grupos poliméricos que compreendem pelo menos uma cadeia à base de hidrocarboneto escolhida a partir de cadeias à base de hidrocarboneto lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, que opcionalmente compreendem um ou mais heteroátomos, como P, O, N e S e radicais compreendendo pelo menos uma cadeia escolhida dentre as cadeias de perflúor e silicone. Quando o termo "grupo hidrofóbico" significa um grupo escolhido dentre os radicais hidrocarbonetos, o grupo hidrofóbico compreende pelo menos 6 átomos de carbono, preferencialmente 10 a 24 átomos de carbono. Preferencialmente, o espessante associativo tem uma estrutura principal não iônica solúvel em água. No presente documento, uma estrutura principal solúvel em água é solúvel em água em condições ácidas, neutras e básicas, preferencialmente pH = 3 a pH-10. A estrutura principal pode ter uma solubilidade em água a 25 °C de pelo menos 10% em peso.
[0038] Preferencialmente, o espessante associativo suprimível com ácido tem uma estrutura principal que compreende um ou mais segmentos de polioxialquileno com mais de 10 unidades de oxialquileno de comprimento. Como aqui utilizado, o termo "oxialquileno" refere-se a unidades com a estrutura -(O-A)-, em que O-A representa o resíduo monomérico do produto de reação de polimerização de um óxido de C2-8 alquileno. Exemplos de oxi- alquilenos incluem, mas não estão limitados a: oxietileno com a estrutura - (OCH2CH2)-; oxipropileno com a estrutura -(OCH(CH3)CH2-; oxitrimetileno com a estrutura -(OCH2CH2CH2)-; e oxibutileno com a estrutura geral - (OC4H8)-. Polímeros que contêm essas unidades são referidos como "polioxialquilenos". As unidades de polioxialquileno podem ser homopoliméricas ou copoliméricas. A estrutura principal do espessante associativo suprimível com ácido pode compreender ainda um ou mais segmentos selecionados a partir de (i) um segmento de uretano, (ii) um segmento de ureia, (iii) um segmento éster, (iv) um segmento éter, (v) um segmento acetal, (vi) um segmento cetal, (vii) um segmento aminoplástico, (viii) um segmento compreendendo o resíduo da reação de uma epi-halo- hidrina com um álcool, uma amina ou um mercaptano e (ix) um segmento que compreende o resíduo da reação de um tri-haloalcano com um álcool, uma amina ou um mercaptano e (x) combinações dos itens anteriores.
[0039] O espessante associativo suprimível com ácido pode ter uma estrutura principal que compreende um ou mais segmentos de polioxialquileno com mais de 10 unidades de oxialquileno e é um poliéter de poliuretano modificado hidrofobicamente que compreende o produto de reação de um dialquilamino alcanol com um isocianato multifuncional, um poliéter diol e, opcionalmente, um poliéter triol. Preferencialmente, o poliéter diol tem um peso molecular médio ponderado entre 2.000 e 12.000, preferencialmente entre 6.000 e 10.000, conforme medido por cromatografia de exclusão por tamanho (SEC) descrita na seção Exemplos abaixo.
[0040] O espessante associativo suprimível com ácido útil na presente invenção pode ter uma estrutura principal que compreende um ou mais segmentos de polioxialquileno com mais de 10 unidades de oxialquileno de comprimento e é um poliéter de poliuretano modificado hidrofobicamente que compreende o produto de reação de um aduto de epóxi-amina com um isocianato multifuncional e um poliéter diol, sendo que o dito aduto de epóxi- amina é derivado da reação de aminas primárias ou secundárias com derivados de éter mono- ou di-glicidílico ou outros derivados de mono- ou di- epóxi. Preferencialmente, o poliéter diol tem um peso molecular médio ponderado entre 2.000 e 12.000, preferencialmente entre 6.000 e 10.000, conforme medido por SEC descrito na seção Exemplos abaixo.
[0041] A composição de espessante associativa suprimível com ácido pode ser formulada para conter uma ampla faixa de teor de sólidos. Por exemplo, a composição de espessante aquosa associativa pode compreender de 1% a 60% de sólidos espessantes, especificamente de 5% a 40% de sólidos espessantes ou de 15% a 25% de sólidos espessantes, em peso, com base no peso total da composição de espessante aquosa associativa.
[0042] A composição de espessante suprimível com ácido útil na presente invenção compreende ainda ácido suficiente para protonar substancialmente a amina secundária ou a amina terciária, ou a fofina terciária, ou uma combinação das mesmas. Ácidos orgânicos ou inorgânicos podem ser utilizados para protonar a funcionalidade amina no espessante associativo suprimível com ácido. Ácidos adequados podem incluir, por exemplo, ácido fosfórico, ácido acético, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido cítrico, ácido carbônico, ácido ascórbico, ácido glicólico, ácido isoascórbico, ácido adípico, ácido succínico, ácido oxálico, homopolímeros e copolímeros de ácido acrílico, homopolímeros e copolímeros de ácido metacrílico, homopolímeros e copolímeros de anidrido maleico, homopolímeros e copolímeros de sulfonato de estireno, homopolímeros e copolímeros de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico, ácido polifosfórico, homopolímeros e copolímeros de fosfoetilmetacrilato, ácidos alfa hidróxi e ácido transcinâmico. São preferidos o ácido fosfórico e o ácido poliacrílico com um peso molecular entre 1.000 e 5.000. O ácido pode estar presente em uma quantidade que é suficiente para ajustar o pH da composição de espessante aquosa a um pH de 2,5 a 6,0.
[0043] A composição de espessante associativa suprimível com ácido útil na presente invenção pode ainda compreender de 40% a 99%, de 60% a 95% ou de 75% a 85% de água, em peso, com base no peso total das composições de espessantes associativas aquosas.
[0044] A composição de espessante suprimível com ácido útil na presente invenção pode ainda compreender outros aditivos opcionais úteis para diminuir a viscosidade da composição. Os aditivos supressores de viscosidade adequados podem incluir, por exemplo, cossolventes orgânicos como éter dietilenoglicol monobutila, éter trietileno glicol monobutila, etileno glicol, polietileno glicol, propileno glicol polipropileno glicol ou misturas dos mesmos; tensoativos tais como dialquilsulfossuccinatos, laurilsulfato de sódio, etoxilatos de alquila e etoxilatos de alquilarila; compostos de ciclodextrina, como ciclodextrina (que inclui α-ciclodextrina, β-ciclodextrina e Y-ciclodextrina), derivados de ciclodextrina, cicloinulo-hexose, cicloinulo- heptose, cicloinulo-octose, calixareno e cavitand. "Derivados de ciclodextrina" se referem a α-ciclodextrinas, β-ciclodextrinas e Y- ciclodextrinas nas quais pelo menos um grupo hidroxila localizado na borda do anel ciclodextrina foi funcionalizado com um grupo substituinte como grupo metila, acetila, hidroxipropila, hidroxietila. Os derivados de ciclodextrina também incluem moléculas de ciclodextrina com múltiplos grupos substituintes, incluindo moléculas de ciclodextrina com mais de um tipo de grupo substituinte. Os derivados da ciclodextrina não incluem polímeros com mais de um anel de ciclodextrina ligado. Os derivados de ciclodextrina preferidos são metil-(3-ciclodextrina e hidroxipropil-β- ciclodextrina, em particular metil-β-ciclodextrina. Esses aditivos opcionais podem estar presentes em uma quantidade zero a 15%, de 1% a 10% ou de 1% a 3%, em peso, com base no peso total das composições de espessantes associativas aquosas.
[0045] A razão em peso seco entre o polímero de múltiplos estágios e o espessante associativo suprimível com ácido na composição de mescla de espessante aquosa pode estar na faixa de 99:1 a 65:35, de 98,5:1,5 a 70:30, de 98:2 a 75:25, de 97,5:2,5 a 80:20, de 97:3 a 85:15, de 96,5:3,5 a 90:10 ou de 96,5:3,5 a 95:5; preferencialmente de 97,5:2,5 a 90:10 e, mais preferencialmente, de 97,5:2,5 a 95:5.
[0046] A composição de mescla de espessante aquosa da presente invenção é útil em muitas aplicações, incluindo, por exemplo, revestimentos de madeira, revestimentos de arquitetura e tintas para tráfego. A composição de mescla de espessante aquosa pode demonstrar eficiência de espessamento satisfatória. "Eficiência de espessamento satisfatória" aqui refere-se à dosagem seca de um espessante em uma composição de revestimento aquosa menor que 10 gramas (g), preferencialmente menor que 5 g, em 1 quilograma (kg) da composição de revestimento aquosa para proporcionar uma viscosidade de 100 KU, conforme medido de acordo com o método de teste descrito na seção Exemplos abaixo.
[0047] A presente invenção também se refere a uma composição de revestimento aquosa, por exemplo, uma formulação de tinta, que compreende a composição de mescla de espessante aquosa descrita acima. Quando utilizada na composição de revestimento aquosa, a composição de mescla de espessante aquosa é tipicamente neutralizada a um alto valor de pH, por exemplo, 8 ou superior ou mesmo 8,5 ou superior. A composição de revestimento aquosa pode compreender, em peso seco com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, de 0,1% a 5%, de 0,2% a 2% ou de 0,3% a 1% da composição de mescla de espessante aquosa.
[0048] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender ainda um ou mais ligantes que são diferentes do polímero de múltiplos estágios descritos acima. O ligante compreende tipicamente, com base no peso do ligante, 10% ou menos, 5% ou menos, 2% ou menos de unidades estruturais de um ou mais ácidos carboxílicos α,β-etilenicamente insaturados. O ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado que constitui unidades estruturais do ligante, isto é, usado na síntese do ligante, pode ser selecionado a partir do mesmo grupo como descrito acima na seção do polímero A. O ligante pode ser um polímero de emulsão acrílica (por exemplo, polímero de emulsão acrílica pura, polímero de emulsão acrílica de estireno ou misturas dos mesmos), polímero de emulsão de vinil acetato- etileno, polímero de emulsão de acetato de vinila ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade, o ligante usado é um polímero de emulsão acrílica. “Polímero de emulsão acrílica” se refere no presente documento a um polímero de emulsão que compreende unidades estruturais de um ou mais monômeros acrílicos ou misturas dos mesmos com outros monômeros que incluem, por exemplo, estireno ou estireno substituído. Os ligantes podem ter um peso molecular médio ponderado de 50.000 daltons ou mais, por exemplo, de 50.000 a 1.000.000 daltons, ou de 100.000 a 200.000 daltons, como medida por análise de cromatografia de permeação em gel (GPC) (Colunas: PLgel Guard Column (10 μm, 50 mm x 7,5 mm) e PLgel MIXED GEL B (10 μm); temperatura da coluna: 40 °C; fase móvel: THF/FA (5%); taxa de fluxo: 1,0 ml/minuto; volume de injeção: 100 ml; detector: detector Agilent Refractive Index, 40 °C; e curva de calibração: padrões de poliestireno PL estreito com pesos moleculares na faixa de 2.329.000 a 580 g/mol, com o uso de adequação de polinômio 3). A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender, em peso seco, com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, de 3% a 75%, de 10% a 60% ou de 20% a 50%, do ligante.
[0049] A composição de revestimento aquosa 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 tem a capacidade de contribuir materialmente com a opacidade ou capacidade de ocultação de um revestimento. Tais materiais normalmente têm um índice de refração maior que 1,8. Os pigmentos inorgânicos podem incluir, por 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 preferida, o pigmento utilizado na presente invenção é de TiO2. O TiO2 normalmente existe em duas formas de cristal, 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" neste documento se refere a um material inorgânico particulado com um índice de refração 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 de diatomáceas, vidro sólido ou oco, microesferas de cerâmica, nefelina sienito, feldspato, terra de diatomáceas, terra de diatomáceas calcinada, talco (silicato de magnésio hidratado), sílica, alumina, caulino, pirofilita, perlita, barita, volastonita, polímeros opacos ou misturas dos mesmos. A composição de revestimento aquosa pode ter uma concentração de volume de pigmento (PVC) de 10% a 98%, de 15% a 90%, ou de 20% a 80%. O PVC pode ser determinado de acordo com a seguinte equação:
[0050] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode também compreender 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-Í-propanol (AMP), dimetil amino etanol (DMAE), tripolifosfato de potássio (KTPP), polifosfato tissódico (TSPP), ácido cítrico e outros ácidos carboxílicos. Os poliácidos utilizados podem incluir homopolímeros e copolímeros à base de ácidos policarboxílicos, incluindo aqueles que foram modificados hidrofobicamente ou hidrofilicamente, por exemplo, ácido poliacrílico ou ácido polimetacrílico ou anidrido maleico com vários monômeros, tal como estireno, ésteres acrilato ou metacrilato, di-isobutileno e outros comonômeros hidrofílicos ou hidrofóbicos; sais dos mesmos; ou misturas dos mesmos. O peso molecular desses poliácidos pode estar na faixa de Í.000 a 20.000 daltons, de Í.200 a Í0.000 daltons, ou de Í.500 a 8.000 daltons, conforme medido por análise GPC (coluna: colunas One PLgel GUARD (Í0 μm, 50 x 7,5 mm) e colunas One Mixed B (7,8 x 300 mm) em tandem; e calibração: padrões de poliestireno PL estreito com pesos moleculares variando de 2.329.000 a 580 g/mol, usando polinômio 3). Os dispersantes podem ser usados no estágio de trituração de pigmento ou no estágio de descarga da produção de composições de revestimento. Os dispersantes podem estar presentes, com base no peso total da composição de revestimento aquosa, em uma quantidade de 0 a 5% em peso, de 0,2% a 3% em peso ou de 0,3% a 2% em peso.
[0051] A composição de revestimento aquosa 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. Antiespumantes podem ser antiespumantes à base de silicone, antiespumantes minerais à base de óleo, antiespumantes à base de óxido de propileno/óxido de etileno, poliacrilatos de alquila 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 1%, de 0,05% a 0,8% ou de 0,1% a 0,5%.
[0052] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ainda compreender um ou mais espessantes adicionais que são diferentes da composição de mescla de espessante aquosa da presente invenção. Os espessantes adicionais podem incluir espessantes celulósicos, como éteres de metil celulose, hidroximetil celulose (HMC), hidroxietil celulose (HEC), hidroxietil celulose modificada hidrofobicamente (HMHEC), carboximetil celulose de sódio (SCMC), carboximetil 2-hidroxietil celulose de sódio, 2- hidroxipropilmetil celulose, 2-hidroxietil metil celulose, 2-hidroxibutil metil celulose, 2-hidroxietil etil celulose e 2-hidroxipropil celulose e outros espessantes adicionais, por exemplo, álcool polivinílico (PVA), materiais argilosos ou misturas dos mesmos. O espessante adicional pode estar presente, em peso com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, geralmente, em uma quantidade de zero a 5%, de 0,1% a 3%, ou de 0,2% a 1%.
[0053] A composição de revestimento aquosa 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 de 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. O agente de umidificação pode estar presente, em peso com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, em uma quantidade de zero a 2,5%, de 0,5% a 2% ou de 1% a 1,5%.
[0054] A composição de revestimento aquosa 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. O coalescente pode estar presente, em peso com base no peso seco total da composição de revestimento aquosa, em uma quantidade de zero a 5%, de 1% a 4% ou de 2% a 3%.
[0055] Além dos componentes descritos acima, a composição de revestimento aquosa da presente invenção pode compreender adicionalmente qualquer um dentre ou uma combinação dos seguintes aditivos: tampões, neutralizantes, agentes de congelamento/descongelamento, umectantes, mofocida, biocidas, agentes antidescolamento, 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 zero a 5%, de 1% a 4% ou de 2% a 3%, em peso, com base no peso total da composição de revestimento aquosa.
[0056] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ser preparada misturando-se por adição a composição de mescla de espessante aquosa, o ligante e outros componentes opcionais, por exemplo, pigmentos e/ou extensores, conforme descrito acima. Os componentes na composição de revestimento aquosa podem ser misturados em qualquer ordem para fornecer a composição de revestimento aquosa 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 de revestimento aquosa. Quando a composição de revestimento aquosa compreender pigmento e/ou extensor, ou seja, uma formulação de pigmento, os pigmentos e/ou extensores são, preferivelmente, misturados com o dispersante, para formar uma pasta fluida de pigmentos e/ou extensor.
[0057] A composição de revestimento aquosa da presente invenção tem boa estabilidade de envelhecimento por calor. "Boa estabilidade de envelhecimento por calor" aqui refere-se a uma alteração de viscosidade dentro de ± 10 unidades KU após o envelhecimento por calor da composição de revestimento aquosa a 50 °C por 7 dias ou mais, 14 dias ou mais, 21 dias ou mais, ou mesmo 28 dias ou mais, conforme medido de acordo com o método de teste descrito na seção Exemplos abaixo. A composição de revestimento aquosa que compreende a composição de mescla de espessante aquosa da presente invenção também pode ter melhor estabilidade de cor em comparação com composições de revestimento aquoso compreendendo mesclas de espessantes HASE convencionais com o espessante associativo suprimível com ácido.
[0058] A presente invenção também se refere a um processo para usar a composição de revestimento aquosa que compreende o seguinte: aplicar a composição de revestimento aquosa a um substrato e secar ou deixar secar a composição de revestimento aquosa aplicada.
[0059] A presente invenção também fornece um método para preparar um revestimento. O método pode compreender: formar a composição de revestimento aquosa da presente invenção, aplicar a composição de revestimento aquosa a um substrato e secar ou deixar secar a composição de revestimento aquosa aplicada para formar o revestimento.
[0060] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ser aplicada e aderida a vários substratos. Exemplos de substratos adequados incluem madeira, metais, plásticos, espumas, pedras, substratos elastoméricos, vidro, tecidos, concreto ou substratos cimentícios. A composição de revestimento, preferencialmente, que compreende o pigmento, é adequada para várias aplicações, tais como revestimentos marinhos e protetores, revestimentos automotivos, tinta para tráfego, Sistemas de Isolamento e Acabamento Externo, mastique de teto, revestimentos de madeira, revestimentos de bobina, revestimentos de plástico, revestimentos em pó, revestimentos de lata, revestimento arquiteturais e revestimentos de engenharia civil. A composição de revestimento é particularmente adequada para revestimentos arquitetônicos. A composição de revestimento aquosa pode ser usada sozinha ou em combinação com outros revestimentos para formar revestimentos de múltiplas camadas.
[0061] A composição de revestimento aquosa da presente invenção pode ser aplicada a um substrato por meio incumbente, incluindo pincelagem, imersão, rolagem e pulverização. A composição aquosa é, preferencialmente, aplicada por pulverização. As técnicas de pulverização padrão e o equipamento para pulverização padrão, 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 campainha eletrostática, 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
[0062] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas nos Exemplos seguintes, em que todas as partes e percentagens são em peso, a menos que especificado de outro modo. Os seguintes materiais são usados nos exemplos: 2-metil-2-amino-propanol AMP-95, Dispersante OROTANTM 1288, Ligante PRIMALTM AS-356, polímero ROPAQUETM Ultra E e tensoativo TRITON™ CF-10 estão disponíveis junto à The Dow Chemical Company (PRIMAL, OROTAN e TRITON são marcas registradas da The Dow Chemical Company).
[0063] O tensoativo DISPONIL Fes-32 (“Fes-32”) e o antiespumante Foamaster NXZ estão disponíveis junto à BASF Global Corporation.
[0064] O polimetóxi cetil-estearilmetacrilato PCSM com 20 EO (PCSM) está disponível junto à Kal-Gard.
[0065] O espessante ACRYSOL DR-180, disponível junto à The Dow Chemical Company, é um espessante linear HASE preparado por polimerização em emulsão de um estágio.
[0066] O espessante ACRYSOL TT-935 (30% de sólidos), disponível junto à The Dow Chemical Company, é um espessante linear HASE preparado por polimerização em emulsão de um estágio.
[0067] O espessante ACRYSOL RM-998 (25% de sólidos e 20% de componente ativo), disponível junto à The Dow Chemical Company, compreende 20% em peso de um espessante HEUR suprimido com ácido.
[0068] O equipamento e métodos analíticos a seguir são usados nos Exemplos.
TESTE DE ESTABILIDADE DE ENVELHECIMENTO POR CALOR
[0069] Uma formulação de tinta (200 gramas (g)) foi colocada em uma garrafa de plástico e, em seguida, uma viscosidade inicial (Krebs Units (KU) como unidades) da formulação de tinta foi registrada à temperatura ambiente. A formulação da tinta foi então armazenada em um forno a 50 °C durante 7 dias, 14 dias, 21 dias ou 28 dias, respectivamente. A viscosidade da formulação de tinta após o armazenamento foi testada e registrada como viscosidade de envelhecimento por calor. A diferença entre a viscosidade inicial e a viscosidade de envelhecimento por calor é definida como a alteração da viscosidade de envelhecimento por calor (ou seja, ΔKU após o envelhecimento por calor). Uma alteração na viscosidade de envelhecimento por calor dentro de ± 10 KU indica estabilidade aceitável de envelhecimento por calor. Quanto menor a mudança de viscosidade de envelhecimento por calor, melhor a estabilidade de envelhecimento por calor.
ESTABILIDADE DE FLUTUAÇÃO DE COR
[0070] Adicionou-se corante azul ftálico (4 g) a uma formulação de tinta (200 g) e misturou-se bem (por exemplo, usando um agitador de tinta por 5 minutos) para obter uma tinta de tonalidade uniforme. A estabilidade de flutuação de cor após a adição do corante foi visualmente observada pelo aparecimento de colorantes na superfície da tinta. Quanto mais escura a aparência da cor, menor a estabilidade da flutuação de cor após a adição de colorantes. A pontuação de 0 a 10 é dada para avaliar a estabilidade da flutuação de cor em que 10 é a melhor. A pontuação de estabilidade de flutuação de cor igual ou superior a 8 após armazenamento por 1 mês é aceitável. Caso contrário, a pontuação de estabilidade da flutuação de cor abaixo de 8 não é aceitável. A mudança de cor da superfície da formulação da tinta foi observada a olho nu e as pontuações de estabilidade de flutuação de cor são classificadas com base nos critérios abaixo: Pontuação Critérios de estabilidade da flutuação de cor
EFICIÊNCIA DE ESPESSAMENTO
[0071] Cada formulação de tinta foi espessada para atingir uma viscosidade de 100 KU. A eficiência do espessamento foi determinada como os sólidos (ou seja, peso seco) de um espessante em grama por 1 quilograma (kg) da formulação de tinta que seria necessária para atingir a KU alvo em cerca de 100 e registrada como g/kg na Tabela 3.
[0072] Ao avaliar a estabilidade de envelhecimento por calor e a eficiência do espessamento, a viscosidade das formulações de tinta foi medida por um viscosímetro Stormer a uma taxa média de cisalhamento (80 a 100 rpm), de acordo com a ASTM (Sociedade Americana de Ensaios e Materiais) D562-10 (2014).
MEDIÇÃO DE PESO MOLECULAR DE POLÍMEROS DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS
[0073] A frase "peso molecular" refere-se ao peso molecular médio ponderado, medido usando o fracionamento de fluxo de campo de fluxo assimétrico (AF4) com dispersão de luz de ângulos múltiplos (MALS) e detecções diferenciais do índice de refração. O instrumento AF4 utilizado consistia em um sistema de separação Eclipse DualTec (da Wyatt Technology Corp.) que foi acoplado em série a um detector de dispersão de luz de ângulos múltiplos de 18 ângulos (MALS) (DAWN HELOS II; da Wyatt Technology Corp.) e um refratômetro diferencial (Optilab rEX; da Wyatt Technology Corp.). Os fluxos através do instrumento AF4 foram fornecidos usando uma bomba isocrática da Agilent Technologies série 1200 equipada com um desgaseificador de micro-vácuo. Todas as injeções foram realizadas com um amostrador automático (Agilent Technologies 1200 series). Os dados do instrumento AF4 foram coletados e processados usando o software Astra versão 7.0.1.23 (da Wyatt Technology Corp.). As amostras foram preparadas a uma concentração de 1 mg/ml em solução de acetato de amônio 20 mM a pH 10 (filtrada com uma membrana de náilon com poros de 1,2 μm). As amostras (25 μl) foram injetadas no sistema de canal de separação padrão (25 cm de comprimento e uma dimensão de largura iniciando em 2,15 cm e reduzindo para 0,3 cm ao longo do comprimento) com uma espessura de canal de 350 μm e equipadas com membrana de ultrafiltração de celulose regenerada de corte de 10 kDa (Wyatt Technology). A fase móvel utilizada para a análise de AF4 foi a solução de 20 mM de acetato de amônio a pH 10. A separação foi realizada com um fluxo de canal aplicado de 1 ml/min. A amostra foi introduzida no canal com fluxo de foco em 1,7 ml/min por 3 minutos. O fluxo de eluição começou em 0,5 ml/min por 3 minutos e, em seguida, seguido por um gradiente de fluxo cruzado linearmente decrescente (de 0,5 ml/min a 0,05 ml/min por 12 minutos), depois mantido em 0,05 ml/min por mais 5 minutos. O peso molecular médio foi calculado usando o software Astra versão 7.0.1.23, após subtrair uma injeção em branco com um incremento de índice de refração (dn/dc) de 0,185 ml/g para todos os cálculos com o modelo Berry de adaptação de 2a ordem, usando os detectores com o Ângulo de Dispersão de Índice de Refração Corrigido variando de 13,0 ° a 70,1 °. Os pesos moleculares são aqui relatados em unidades de daltons.
MEDIÇÃO DE PESO MOLECULAR DE POLIÉTER DIÓIS
[0074] SEC foi executada para amostras de poliéter diol como se segue: a) Preparação da Amostra: As amostras foram preparadas em 100 mM de NH4Ac em MeOH (grau Optima de Fisher), à concentração de cerca de 2 mg/g. As amostras foram colocadas em solução por agitação no agitador mecânico durante a noite à temperatura ambiente. As soluções de amostra foram filtradas usando filtros de PTFE de 0,45 μm. As amostras pareciam ser solúveis (verificadas visualmente) e nenhuma resistência foi observada durante o processo de filtração. b) Condições de configuração e separação da SEC: as separações foram realizadas em um cromatógrafo líquido que consiste em uma bomba e injetor isocrático modelo Agilent 1100 (Waldbronn, Alemanha) e refratômetro diferencial modelo Waters 2414 (Milford, Mass.) operado a 40 °C. O controle do sistema, a aquisição e o processamento dos dados foram realizados no software Cirrus® versão 3.1 (Polymer Laboratories, Church Stretton, Reino Unido).
[0075] A curva de calibração foi gerada usando padrões de óxido de polietileno com o seguinte: Mps: 615, 1.500, 3.930, 12.140, 23.520, 62.100, 116.300, 442.800, 909.500 e 1.258.000. As polidispersidades desses padrões variaram de cerca de 1,04 a 1,16. Os padrões foram obtidos comercialmente dos Laboratórios Polymer, parte da Agilent, número de parte PL2080-0201.
[0076] As separações de SEC foram realizadas com uma fase móvel de 100 mM de NH4Ac em MeOH (grau Optima de Fisher) a 1 ml/min. O conjunto de colunas SEC usado neste estudo foi composto por três colunas Asahipak (300 x 7,5 mm ID) embaladas com gel polar altamente reticulado. O tamanho dos poros da coluna foi identificado como: GF-310HQ, GF- 510HQ e GF-710HQ, o tamanho das partículas foi de 9 μm e as colunas foram adquiridas junto à Shoko America (Torrance, Califórnia).
SÍNTESE DE HASE IS-1
[0077] Primeiro, foram preparadas duas emulsões de monômeros (ME1 e ME2). ME1 foi preparado misturando água desionizada (DI) (289,5 g), Fes-32 a 32% (11,1 g), acrilato de etila (EA) (263,11 g) e ácido metacrílico glacial (GMAA) (175,4 g, The Dow Chemical Company). O ME2 foi preparado misturando água DI (124,06 g), Fes-32 a 32% (4,75 g), acrilato de etila (100,44 g), ácido metacrílico glacial (71,74 g), PCSM (17,94 g) e 1,3- butanodiol dimetacrilato (BGDMA) (0,19 g, Solvay Company). Em um reator de um galão com um agitador mecânico, foram adicionados um condensador, um termômetro e uma linha de purga de nitrogênio, água DI (540 g) e Fes-32 a 32% (17,9 g). Quando a temperatura do reator foi aumentada até 86 °C, uma solução iniciadora de persulfato de amônio (APS) (0,7 g) dissolvida em água desionizada (8 g) foi adicionada ao reator. Após 2 minutos, ME1 e solução de APS a 0,7% (28 g) foram gradualmente adicionados ao reator durante 77 minutos a 86 °C. Após a conclusão do ME1 e a alimentação de iniciador para ME1, a solução ME2 e a solução de APS a 0,7% (12 g) foram adicionadas ao reator. Depois de todo o ME2 e a alimentação de iniciador para ME2 terem terminado, o reator foi mantido a 86 °C durante 15 minutos e, em seguida, solução de FeSO^7H2O (13,53 g) a 0,2% foi adicionada seguida por solução de ácido isoascórbico a 4% (IAA) (15 g) e solução de hidroperóxido de terc- butila a 2% (t-BHP) (15 g) duas vezes. Em seguida, o reator foi resfriado e a emulsão resultante foi filtrada para obter o HASE IS-1 com 30% de sólidos. O espessante IS-1 obtido tinha um peso molecular médio ponderado de 3.000.000 daltons.
SÍNTESE DE HASE IS-9 E IS-11
[0078] O HASE IS-9 e IS-11 foram preparados com base no mesmo procedimento descrito na síntese de IS-1 acima, exceto que as composições de monômero eram diferentes e são apresentadas na Tabela 1. As propriedades dos espessantes acima obtidos também são dadas na Tabela 1. TABELA 1. COMPOSIÇÃO DE ESPESSANTE HASE 1 % em peso com base no peso total de monômeros em M1; 2 % em peso com base no peso total de monômeros em M2; 3 viscosidade foi medida por um viscosímetro Brookfield a uma taxa de cisalhamento de 60 rpm com o eixo no 2 à temperatura ambiente; BDDMA: dimetacrilato de 1,4-butanodiol da Solvay Company.
EXEMPLO (EX.) 1 MESCLA ESPESSANTE
[0079] O HASE IS-1 obtido acima (51 g) foi misturado com uma solução HEUR (2 g de RM-998 dissolvidos em 14 g de água DI) a uma razão em peso seco/seco entre HASE e HEUR de 97,5/2,5. A mistura resultante foi filtrada por uma peneira de 150 μm para dar a mescla de Ex. 1 (24% de sólidos).
EX. 2 MESCLA ESPESSANTE
[0080] O HASE IS-1 obtido acima (64,14 g) foi misturado com uma solução HEUR (2 g RM-998 dissolvido em 14 g de água DI) a uma razão em peso seco/seco entre HASE e HEUR de 98/2. A mistura resultante foi filtrada por uma peneira de 150 μm para dar a mescla de Ex 2 (25,08% de sólidos).
EX. COMPARATIVO (COMP.) A MESCLA ESPESSANTE
[0081] ACRYSOL DR-180 (44,57 g) foi misturado com uma solução HEUR (2 g de RM-998 dissolvido em 14 g de água DI) a uma razão entre HASE e HEUR de 97,5/2,5. A mistura resultante foi filtrada para dar a mescla de Ex. Comp. A (26,58% de sólidos).
FORMULAÇÕES DE TINTA
[0082] As formulações de tinta de IP-1 a IP-7 e as formulações comparativas de tinta de CP-A a CP-C foram preparadas de acordo com o seguinte procedimento:
[0083] Fase de moagem: água (150 g), AMP-95 (1,05 g), propileno glicol (20 g), OROTAN 1288 (7,88 g), Kathon LXE (1,05 g, Nopco), agente umectante TRITON CF-10 (2,12 g), antiespumante Foamaster NXZ (1,05 g), Ti-Pure R-902 TiO2 (90,31 g, DuPont), CC-700 extensor (305,29 g, carbonato de cálcio a partir de Guangfu Building Materials Group, China), e extensor DB-80 (77,19 g, caulino calcinado da Shanxi Jinyang Calcined Kaolin Ltd., China) foram adicionados sequencialmente a um tanque e agitados com um misturador COWLES de alta velocidade. Os componentes da fase de moagem foram então bem dispersos.
[0084] Fase de descarga: Após a fase de moagem, o misturador COWLES foi substituído por um misturador de laboratório convencional de baixo cisalhamento. Ligante PRIMAL AS-356 (107g), coalescente Texanol (4,82 g, Eastman Chemical Company), polímero opaco ROPAQUE Ultra E (30 g), antiespumante Foamaster NXZ (0,5 g), AMP-95 (0,6 g) e água DI (151,14 g) foram então adicionados ao tanque e agitados a baixa velocidade de dispersão para dar uma pré-mistura.
[0085] Em seguida, os espessantes a serem testados foram adicionados à pré-mistura, seguido de água desionizada, para ajustar cada formulação de tinta a uma quantidade total de 1.000 g e uma viscosidade de 100 KU. Ao preparar as formulações de tinta de IP-1, IP-2 e CP-A, foram utilizadas as mesclas espessantes preparadas. Ao preparar outras formulações de tinta, o espessante HASE específico foi misturado primeiro com o espessante RM-998 HEUR e depois adicionado à pré-mistura. Os tipos e dosagens das mesclas de espessantes utilizados nas formulações de tinta são apresentados na Tabela 2. TABELA 2. MESCLAS DE ESPESSANTES EM FORMULAÇÕES DE TINTAS
[0086] As formulações de tinta obtidas acima foram avaliadas de acordo com os métodos de teste descritos acima e os resultados são dados na Tabela 3. Conforme mostrado na tabela 3, as formulações de tinta (IP-1 a IP- 7), compreendendo as mesclas de espessantes da invenção, mostraram boa estabilidade de envelhecimento por calor após armazenamento a 50 °C por 7 dias (7D), 14 dias (14D), 21 dias (21D) ou 28 dias (28D), respectivamente, conforme indicado por mudança de KU de menos de 10 unidades. Além disso, todas estas formulações de tinta da invenção demonstraram boa estabilidade de flutuação de cor, como indicado por uma pontuação de estabilidade de flutuação de cor igual ou superior a 8 após armazenamento em temperatura ambiente por 7 dias (7D) ou 1 mês (1M), respectivamente.
[0087] Por outro lado, as formulações comparativas de tinta de CP-A e CP-B compreendendo a mescla de espessante de DR-180/RM-998 a uma proporção de 97,5/2,5 e 90/10, respectivamente, mostraram baixa estabilidade de armazenamento de envelhecimento por calor, como indicado por mudança de KU de mais de 10 unidades após armazenamento por apenas 7 dias e 14 dias a 50 °C, respectivamente. Ambas as formulações de tinta de CP-A e CP- B também mostraram propriedades fracas de estabilidade de flutuação de cor (por exemplo, pontuação da estabilidade de flutuação de cor após 1 mês abaixo de 8). A formulação comparativa de tinta de CP-C compreendendo a mescla de espessante de TT-935/RM-998 na proporção de 70/30 mostrou boa estabilidade da envelhecimento por calor, conforme indicado por mudança de KU de menos de 10 unidades após armazenamento a 50 °C por 7 dias, 14 dias, 21 dias ou 28 dias, respectivamente. No entanto, o CP-C mostrou piores propriedades de estabilidade de flutuação de cor (por exemplo, a pontuação de estabilidade de flutuação de cor diminuiu de 9 após 7 dias de envelhecimento por calor para 4 após 1 mês de envelhecimento por calor) em comparação com IP-5. TABELA 3 EFICIÊNCIA DE ESPESSAMENTO E PROPRIEDADES DE FORMULAÇÕES DE TINTA

Claims (14)

1. Composição de mescla de espessante aquosa, caracterizada pelo fato de que compreende: (i) uma composição de espessante aquosa solúvel em álcali ou intumescível em álcali hidrofobicamente modificada compreendendo um polímero de múltiplos estágios, em que o polímero de múltiplos estágios compreende um polímero A e um polímero B em uma razão em peso entre o polímero A e o polímero B de 95:5 a 55:45; em que o polímero A compreende, em peso com base no peso do polímero A, (a1) 15% ou mais de unidades estruturais de um ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (a2) unidades estruturais de um monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (a3) menos de 0,1% de unidades estruturais de um monômero associado hidrofóbico e, opcionalmente, (a4) unidades estruturais de um reticulador selecionado a partir de um di(met)acrilato de C3-C20 alquileno glicol, um di(met)acrilato de poli(alquileno glicol) e combinações dos mesmos; 1,3-dimetacrilato de glicerol, dimetacrilato de 1,1,1-trimetilolpropano, ou diacrilato de 1,1,1- trimetiloletano; e em que o polímero B compreende, em peso com base no peso do polímero B, (b1) 15% ou mais de unidades estruturais de um ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (b2) unidades estruturais de um monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (b3) de 0,1% a 60% em peso de unidades estruturais de um monômero hidrofóbico associado, e (b4) unidades estruturais de um reticulador selecionado a partir de um di(met)acrilato de C3-C20 alquileno glicol, um di(met)acrilato de poli(alquileno glicol) e combinações dos mesmos; 1,3-dimetacrilato de glicerol, dimetacrilato de 1,1,1-trimetilolpropano, ou diacrilato de 1,1,1- trimetiloletano; em que os monômeros hidrofóbicos associados (a3) e (b3) têm cada um independentemente a estrutura da fórmula I, H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R1)CH2O)mR2 (I), em que R é H ou CH3, R1 é um grupo C1-C2 alquila, R2 é grupo aralquil fenila ou um grupo alquila C8-C50 linear ou ramificado, n é um número inteiro de 6 a 100, e m é um número inteiro de 0 a 50, desde que n>m e m+n seja de 6 a 100; e (ii) uma composição de espessante associativa suprimível com ácido aquosa que compreende, com base no peso da composição de espessante associativa suprimível com ácido aquosa, (a) 1% a 40% em peso de um espessante associativo suprimível com ácido com uma estrutura principal compreendendo um polioxialquileno, um polissacarídeo ou um álcool polivinílico, sendo que o dito espessante associativo suprimível com ácido compreende ainda uma pluralidade de grupos hidrofóbicos ligados a ou dentro da estrutura principal, em que um ou mais dos grupos hidrofóbicos compreende uma amina secundária, uma amina terciária, uma fosfina terciária ou uma combinação dos mesmos e, opcionalmente, uma amina quaternária, com a condição de que menos de 80% da funcionalidade total da amina seja uma amina quaternária; (b) ácido suficiente para protonar substancialmente a amina secundária, a amina terciária, a fosfina terciária ou uma combinação das mesmas; (c) de 40% a 95% em peso de água; e (d) zero a 15% em peso de um cossolvente orgânico, tensoativo, composto de ciclodextrina ou combinação dos mesmos; em que a razão em peso seco entre o polímero de múltiplos estágios e o espessante associativo suprimível com ácido está na faixa de 99:1 a 65:35.
2. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os reticuladores (a4) e (b4) são selecionados independentemente a partir do grupo que consiste em dimetacrilato de 1,3-butileno glicol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de dietileno glicol, dimetacrilato de trietileno glicol, dimetacrilato de tripropileno glicol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de neopentil glicol, di(met)acrilato de 1,9-nonanodiol, diacrilato de propileno glicol, ou misturas dos mesmos.
3. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de múltiplos estágios tem um peso molecular médio ponderado de 1.000.000 a 9.000.000 daltons.
4. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão em peso entre o polímero A e o polímero B no polímero de múltiplos estágios é de 90:10 a 60:40.
5. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero A no polímero de múltiplos estágios está substancialmente livre de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado.
6. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os monômeros não iônicos monoetilenicamente insaturados (a2) e (b2) são cada um independentemente ésteres alquílicos de ácidos (met)acrílicos.
7. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero A no polímero de múltiplos estágios compreende, em peso, com base no peso do polímero A, (a1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (a2) de 40% a 80% de unidades estruturais do monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (a3) de 0 a 0,05% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado, e (a4) de 0 a 0,25% de unidades estruturais do reticulador.
8. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero B no polímero de múltiplos estágios compreende, em peso com base no peso do polímero B, de 0,1% a 30% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado.
9. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de múltiplos estágios compreende: (A) o polímero A que compreende, em peso com base no peso do polímero A, (a1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (a2) de 40% a 80% de unidades estruturais do monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (a3) de 0 a 0,02% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado, e (a4) de 0 a 0,25% de unidades estruturais do reticulador; e (B) o polímero B que compreende, em peso com base no peso do polímero B, (b1) de 20% a 60% de unidades estruturais do ácido carboxílico α,β-etilenicamente insaturado, (b2) de 35% a 75% de unidades estruturais do monômero não iônico monoetilenicamente insaturado, (b3) de 1% a 10% de unidades estruturais do monômero hidrofóbico associado, e (b4) de 0,01% a 2% de unidades estruturais do reticulador; em que a razão em peso entre o polímero A e o polímero B é de 90:10 a 60:40.
10. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão em peso seco entre o polímero de múltiplos estágios e o espessante associativo suprimível com ácido é de 98,5:1,5 a 70:30.
11. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o espessante associativo suprimível com ácido tem uma estrutura principal compreendendo um ou mais segmentos de polioxialquileno com mais de 10 unidades de oxialquileno de comprimento.
12. Composição de mescla de espessante aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o espessante associativo suprimível com ácido é um poliéter de poliuretano modificado hidrofobicamente que compreende o produto de reação de um dialquilamino alcanol com um isocianato multifuncional, um poliéter diol com um peso molecular médio ponderado entre 2.000 e 12.000 e, opcionalmente, um poliéter triol.
13. Processo para preparar a composição de mescla de espessante aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende misturar por adição: (i) a composição de espessante aquosa solúvel em álcali ou intumescível em álcali hidrofobicamente modificada com (ii) a composição de espessante associativa suprimida por ácido.
14. Composição de revestimento aquoso, caracterizada pelo fato de que compreende uma composição de mescla de espessante aquosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, e um ligante.
BR112020010384-5A 2017-12-25 2018-12-14 Composições de mescla de espessante aquosa e de revestimento aquoso, e, processo para preparar uma composição de mescla de espessante aquosa BR112020010384B1 (pt)

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