BR112021005631A2 - dispersão de polímero em meio aquoso, uso de um aditi-vo de poliamina diluível em água, e, método para aper-feiçoar o desenvolvimento de resistência à água em uma composição de revestimento. - Google Patents

Abstract

Trata-se de formulações de revestimento e tinta que são com-postas por uma dispersão de copolímero anionicamente estabilizada de modo coloidal, um aditivo de poliamina que pode reagir com grupos aniônicos e uma base volátil que pode ajudar a mudar o pH da dispersão de copolímero no início do processo de secagem de filmes ou revestimentos da dispersão de copolímero. As formulações são usadas em construção e revestimentos de telhados.

Description

1 / 43 DISPERSÃO DE POLÍMERO EM MEIO AQUOSO, USO DE UM ADITIVO DE POLIAMINA DILUÍVEL EM ÁGUA, E, MÉTODO PARA APERFEI-

ÇOAR O DESENVOLVIMENTO DE RESISTÊNCIA À ÁGUA EM UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a dispersões de polímero anioni- camente estabilizadas de modo coloidal com um aditivo de poliamina que, como um revestimento ou filme, mostra o desenvolvimento inicial de resistên- cia à lavagem e danos pela chuva ou outras fontes de água. O aditivo de polia- mina desta divulgação pode ser adicionado à tinta formulada durante a fabrica- ção ou imediatamente antes de usar a tinta e resulta em uma vida útil longa para a tinta formulada. Nas indústrias de construção e telhados, o desenvolvimento inicial de resistência à água em revestimentos é desejável, pois minimiza os danos às superfícies de tinta recém-aplicadas que podem ser expostas a uma chuva inesperada ou outra exposição à água.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Os curativos de poliamina são conhecidos na indústria de mar- cação de estradas por sua capacidade de ajudar a acelerar a conversão de uma dispersão de aglutinante, pigmentos, etc. em um meio contínuo em um material agregado, filme contínuo ou filme seco.

[003] O documento U.S. 5.527.853 (equivalente ao documento EP0409459) divulga uma composição aquosa de revestimento de cura rápida estável em armazenamento usando uma amina polifuncional e uma base volátil.

[004] O documento U.S. 5.705.560 divulga uma composição aquosa de revestimento usando um látex que tem propriedade aniônica, um polímero solúvel em água formado a partir de uma mistura de monômeros que contém pelo menos 20% em peso de grupos com funcionalidade amina que contêm monômero e uma base volátil para aumentar o pH.

[005] O documento U.S. 7.892.131 divulga uma composição aquosa

2 / 43 de secagem rápida adequada para uso na fabricação de marcações de estradas a partir de uma composição que compreende um aglutinante anionicamente es- tabilizado que tem componente de polímero com funcionalidade ácido de fós- foro, um componente de amina polifuncional e uma base volátil.

[006] O documento US2015/0259559 da BASF divulga composições que contêm dispersões de copolímero estabilizadas anionicamente, uma base volátil e uma poliamina derivatizada que funciona para diminuir o tempo de assentamento das dispersões de copolímero estabilizadas anionicamente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] Aminas polifuncionais de vários tipos têm sido usadas com dis- persões e emulsões de polímero estabilizadas anionicamente como curativos para a marcação de estradas com secagem rápida. Melhorias no aditivo de amina polifuncional são possíveis para outros revestimentos pela incorporação de unidades repetidas na poliamina de poli(óxido de alquileno) de cadeia lateral de peso molecular específico. As unidades de repetição com poli(óxido de al- quileno) de cadeia lateral fornecem melhor estabilidade na lata do revestimento (minimizando reações indesejáveis entre o aditivo de poliamina e as partículas de aglutinante de polímero durante o armazenamento) e fornecem melhor per- meabilidade à umidade e taxas de evaporação após a agregação inicial do polí- mero disperso na etapa de secagem do que os aditivos de poliamina da técnica anterior.

[008] Os aditivos de poliamina funcionam com dispersões e emulsões de polímero estabilizadas anionicamente por estarem disponíveis para interagir com grupos aniônicos, como ácido carboxílico, e agregar múltiplas partículas de polímero em agregados que aceleram a desestabilização coloidal da disper- são de partículas de polímero formando uma superfície de filme resistente à água (com dispersão incluindo emulsões). A reação dos grupos amina da poli- amina é acelerada por uma mudança de pH (frequentemente associada à eva- poração da base por volatilização de uma amina volátil durante a secagem).

3 / 43 Diferentes grupos de aminas (por exemplo, grupos de aminas primárias, secun- dárias, terciárias e quaternizadas) reagem com grupos aniônicos em diferentes taxas de reação e formam aglutinações (amida, sal, etc.) de durabilidade dife- rente.

[009] As cadeias laterais de poli(óxido de alquileno) do aditivo de po- liamina atualmente divulgado diminuem a interação do nitrogênio da poliamina com os grupos aniônicos de superfície das partículas de polímero até o mo- mento apropriado no processo de formação do filme. Isso pode ser devido a fatores estéricos em que o óxido de polialquileno separa fisicamente a amina dos grupos aniônicos nas partículas. À medida que qualquer base volátil pre- sente na composição de revestimento se torna mais deficiente na interface do filme durante a secagem do filme, o aditivo de poliamina se torna mais ativo na superfície de um filme do que as camadas abaixo da superfície devido à mu- dança mais rápida de pH básico para pH neutro ou ligeiramente ácido ocorre mais rapidamente na superfície do filme com o ar circundante.

[0010] Após o aditivo de poliamina formar agregados, devido às liga- ções entre o aditivo de poliamina e os grupos aniônicos nas partículas de polí- mero serem interações iônicas ou aglutinações covalentes, a adição de água na forma de chuva não faz com que as partículas se desagreguem e o polímero agregado as partículas repelem a água da superfície e protegem a composição (ou filme) de revestimento abaixo das mesmas de se diluir ou ser lavada pela chuva ou água. Ao mesmo tempo, o poli(óxido de alquileno) de cadeia lateral dentro do aditivo de poliamina é poroso ao vapor de umidade da composição de revestimento em um filme e permite que a evaporação prossiga de um filme em taxas eficazes para permitir que o filme seque rapidamente. Na ausência do aditivo de poliamina desta divulgação, a película em um filme de revestimento de secagem tem muito pouca porosidade e pode retardar a evaporação da água de dentro do filme para a superfície.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

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[0011] Várias características e modalidades preferidas serão descritas abaixo a título de ilustração não limitante.

[0012] A quantidade de cada componente químico descrito é apresen- tada excluindo qualquer solvente ou óleo diluente, que pode estar costumeira- mente presente no material comercial, isto é, em uma base química ativa, a menos que indicado de outra maneira. No entanto, a menos que indicado de outra maneira, cada produto químico ou composição mencionada no presente documento deve ser interpretada como um material de grau comercial que pode conter os isômeros, subprodutos, derivados e outros tais materiais que sejam normalmente entendidos estarem presentes no grau comercial. O uso de (met) em um monômero ou unidade de repetição indica um grupo metila opcional, como (met)acrilato de metila.

[0013] O uso de (met) em um nome químico no presente documento pretende indicar que um substituinte metila está opcionalmente presente. As- sim, o termo “monômero de (met)acrilato” inclui monômeros de acrilato, me- tacrilato, diacrilato e dimetacrilato.

[0014] Sabe-se que alguns dos materiais descritos acima podem intera- gir na formulação final, de modo que os componentes da formulação final pos- sam ser diferentes daqueles que são inicialmente adicionados. Por exemplo, as espécies de poliamina podem reagir para formar material acoplado às disper- sões de polímero. As dispersões de polímero podem agregar, se fechar com a volatilização da fase contínua e se fundir em massas de polímero, como filmes. Os produtos assim formados, inclusive os produtos formados usando a compo- sição da presente invenção em seu uso tencionado, podem não ser suscetíveis a fácil descrição. No entanto, todas essas modificações e esses produtos de reação estão incluídos dentro do escopo da presente invenção; a presente invenção abrange a composição preparada misturando os componentes descritos acima.

[0015] Nesta divulgação, será usado o termo dispersão de polímero para descrever dispersões de polímero com um tamanho de partícula numérico

5 / 43 médio de cerca de 50 nanômetros a cerca de 10 micrômetros; mais desejavel- mente, 80 nanômetros a 5 mícrons por dispersão de luz, independentemente de se as dispersões de polímero foram feitas por dispersão de um polímero pré- sintetizado em um meio aquoso ou formando uma dispersão de polímero por um processo de polimerização em emulsão. Esses tamanhos de partícula são comuns para muitos tipos diferentes de polímeros e podem ser estáveis de modo coloidal por longos períodos de tempo, desde que uma boa barreira estérica ou eletrostática seja fornecida a cada partícula, pois o movimento Browniano é geralmente suficiente para manter as partículas de polímero desses tamanhos distribuídas aleatoriamente em um meio aquoso, embora o polímero tenha den- sidade mais baixa do que a fase aquosa e poderia de outra forma (se as partícu- las fossem maiores em diâmetro) creme para o topo do vaso ou recipiente. Al- guns autores, por suas próprias razões, distinguem entre dispersões de polímero e emulsões de polímero, mas, nesta divulgação, a palavra dispersão de polímero significará dispersões de polímero feitas por dispersão de polímero em meio aquoso e dispersões de polímero feitas por polimerização em emulsão.

[0016] É a intenção dos formuladores de revestimento que os aditi- vos/curativos adicionados às dispersões e emulsões de polímero permanecer inativos na formulação (composição) até o momento em que o formulador de- seja que a composição forme um filme. É desejo do formulador que os aditi- vos/curativo (ou curativos) não interajam por meio de reações químicas com o polímero disperso durante o armazenamento da composição antes da formação do filme. Desejavelmente, a estabilidade coloidal de dispersões de polímero e dispersões de enchimentos, pigmentos e outros componentes dispersos para o revestimento permanecem estáveis de modo coloidal por meses e potencial- mente anos (minimizando o desperdício de formulações de revestimento de- vido a restrições de vida útil ou giro lento de estoque). No entanto, os curativos tendem a interagir com as dispersões de polímero durante o armazenamento e

6 / 43 durante os tempos de redução da estabilidade coloidal e podem causar agrega- dos de partículas de polímero durante o armazenamento.

[0017] Embora, não desejando ser limitado pela teoria, acredita-se que as unidades de repetição que têm poli(óxido de alquileno) de cadeia lateral de peso molecular de cerca de 132 a cerca de 1.100 g/mol quando incorporado no aditivo de poliamina nas quantidades especificadas no presente documento for- necem um ambiente para os grupos amina do aditivo de poliamina desta divul- gação dentro da fase aquosa contínua, em que os grupos amina são parcialmente estericamente impedidos de interagir com grupos estabilizadores coloidais aniônicos na fase de polímero disperso enquanto a composição está em pH alto acima de 7, mais desejavelmente de 7,5 ou 8,5 a 12,5 e, preferencialmente, de 8,5 ou 9 a 10,5 ou 11. Tempos de armazenamento mais longos se beneficiam de valores de pH mais altos. O valor de pH pode estar muito próximo do limite inferior se o aditivo de poliamina for adicionado apenas algumas horas ou dias antes do uso da composição de revestimento. As tintas formuladas toleram o aditivo de poliamina em valores de pH mais baixos do que as dispersões de polímero não formuladas. As cadeias de poli(óxido de alquileno) incorporadas na estrutura principal da poliamina geralmente não fornecem o mesmo ambi- ente que as cadeias laterais ou cadeias pendentes de poli(óxido de alquileno). As cadeias de poli(óxido de alquileno) com peso molecular inferior a 132 ou acima de 1.100 g/mol não fornecem o ambiente ideal para esse efeito estérico na interação dos grupos amina da poliamina com grupos estabilizadores aniô- nicos na dispersão de polímero. Também é teorizado que o poli(óxido de alqui- leno) de peso molecular de 132 a 1.100 inclusive dos pontos finais pode permi- tir, quando o pH é diminuído, a interação dos grupos amina do aditivo com os grupos aniônicos nas superfícies das partículas e ajudam a formar uma superfí- cie de revestimento resistente à água quando as composições de revestimento formuladas com o aditivo de poliamina desta divulgação são aplicadas como

7 / 43 um filme a uma superfície. Esse efeito de aditivo protege o filme das composi- ções de revestimento contra manchas e protege os revestimentos da água se acontecer de chover nos revestimentos ou virem pulverizações de água de al- guma outra fonte.

[0018] Assim, o benefício do aditivo de poliamina desta divulgação é que o mesmo pode ter estabilidade de prateleira muito longa à temperatura am- biente (arbitrariamente 22 a 25 °C) ou mesmo a temperaturas elevadas de um armazém, como 48,9 °C (120 °F), quando formulado em uma dispersão de po- límero estabilizada de modo coloidal estabilizada anionicamente ou parcial- mente anionicamente e parcialmente não ionicamente estabilizada ou compo- sição de revestimento incluindo tal dispersão de polímero. O aditivo de polia- mina desta divulgação também pode fazer com que uma dispersão de polímero e/ou composição de revestimento com tal dispersão de polímero forme uma superfície de filme resistente à água dentro de um período de tempo mais curto do que a dispersão de polímero idêntica ou composição de revestimento sem o aditivo de amina (filme rápido de intensificação formação e resistência à água e/ou manchas do filme ou revestimento). O aditivo de poliamina em algumas formulações parece atuar como um inibidor de ferrugem (minimizando man- chas coloridas de ferrugem e/ou formação de corrosão em superfícies de metal) conforme a composição de revestimento seca em uma superfície de metal.

[0019] O aditivo de amina desta divulgação é um aditivo de poliamina derivado da polimerização de pelo menos dois monômeros diferentes e, opcio- nalmente, incluindo unidades de repetição de outros monômeros copolimerizá- veis. O primeiro monômero pode ser um monômero de amina terciária polime- rizável por radical livre de fórmula A1 ou A2 ou uma mescla dos mesmos. O monômero de amina terciária está desejavelmente presente como unidades de repetição na quantidade de cerca de 30 a cerca de 90% em peso, mais deseja- velmente de cerca de 55 a cerca de 85% em peso do aditivo de amina, prefe- rencialmente de cerca de 60 a cerca de 80% em peso e, mais preferencialmente,

8 / 43 de cerca de 65 a 75% em peso do aditivo de amina.

[0020] O monômero A1 está de acordo com a fórmula: A1 e o monômero A2 está de acordo com a fórmula: A2 em que Ra é O ou NRk, Rb é um C1 a C6 alquileno, Re é uma C1- C4 alquila, Rf é uma C1-C4 alquila, Rg é H ou metila ou etila, Rh é H ou CH3, e Rk é H, uma C1-C4 alquila, ou um grupo C1-C4 acila, A' é homopolímero ou copolímero de poli(oxi-C2H4 e/ou oxiC3H6) de peso molecular numérico médio de 88 a 348 g/mol, m é 2 ou 3, Ri é selecionado a partir de um grupo que inclui hidrogênio, grupo fenila, grupo benzila e um grupo C1-C12 alquila, se isso não é desejado diretamente para Rj para formar um anel cíclico com o átomo de C ligado a Ri e Rj, Rj é selecionado a partir de um grupo que compreende hidro- gênio, um grupo C1-C4 alquila, se ele não está ligado diretamente a Ri, e, opci- onalmente, Ri e Rj podem ser ligados em conjunto com uma aglutinação quí- mica covalente para formar um grupo C4 ou C5 alquileno formando um anel de cinco ou 6 membros com o átomo de C ao qual estão aglutinados na estrutura A2 acima.

[0021] Uma característica interessante do monômero A2 e a unidade de repetição do monômero A2 é que o mesmo pode reagir com água e o grupo amina terciária pode se tornar uma amina secundária e o monômero ou unidade de repetição é terminado em hidroxila e um grupo cetona (grupo de saída) é formado. Embora seja a intenção dos autores da presente divulgação usar A2 na

9 / 43 forma como especificado, é observado que alguma porção (tal como 5, 10, 20, 30 ou 50% em peso do monômero A2 pode estar na forma mostrada abaixo ou a unidade de repetição óbvia derivada da polimerização deste monômero.

[0022] O outro monômero necessário (B) é um monômero de poli(óxido de alquileno) ou unidade de repetição deste monômero. Os mesmos estão disponíveis comercialmente sob a marca registrada Bisomer junto à GEO Specialty Chemicals, Inc. ou podem ser produzidos esterificando um ácido acrí- lico ou (alqu)acrílico com um poli(óxido de alquileno)

B em que Rp é um óxido de polialquileno de peso molecular nu- mérico médio de cerca de 88 a cerca de 1.200 g/mol, mais desejável de cerca de 132 a 1.100; com 2 ou 3 ou 4 átomos de carbono por grupo alquileno (mais desejavelmente, pelo menos 90% em peso dos grupos óxido de alquileno são óxido de etileno), Rq é H ou grupo C1-C8 alquileno e, mais desejavelmente, H, metila ou etila, e Rr é H ou metila ou etila.

[0023] As unidades de repetição de polimerização do monômero B (monômero de poli(óxido de alquileno) de cadeia lateral) estão desejavelmente presentes de cerca de 10 a cerca de 60% em peso do aditivo de amina desta divulgação, mais desejavelmente, de cerca de 15 a cerca de 45% em peso; pre-

10 / 43 ferencialmente, de cerca de 20 a cerca de 40% em peso e, mais preferencial- mente, de cerca de 25 a cerca de 35% em peso do aditivo de amina.

[0024] Uma terceira, quarta, etc. unidade de repetição opcional ou mo- nômero (ou monômeros) definidos como (C) podem estar presentes no aditivo de amina, desde que a quantidade especificada de unidades de repetição de amina terciária e monômero de poli(óxido de alquileno) estejam presentes como recitado acima. O terceiro ou mais monômero opcional está desejavel- mente presente de cerca de 0 a cerca de 60% em peso das unidades de repetição do dito aditivo de amina, mais desejavelmente, de cerca de 0 a cerca de 30% em peso de outras unidades de repetição de monômeros radicalmente polime- rizáveis livres, preferencialmente, de cerca de 0 a cerca de 10 ou 20% em peso, das ditas unidades de repetição e, mais preferencialmente, de cerca de 0 a cerca de 5% em peso de unidades de repetição no aditivo de amina diferente de mo- nômero A1 e/ou A2 e monômero B, fragmentos de iniciador de radicais livres e fragmentos de molécula de transferência de cadeia.

[0025] Em uma modalidade da divulgação geral, é desejável que uma unidade de repetição C ou monômero formando a unidade de repetição C, se for n-vinil pirrolidona ou a unidade de repetição de n-vinil pirrolidona não es- teja presente em 10% em peso ou acima no aditivo de amina desta divulgação.

[0026] Os aditivos de cura de poliamina adequados podem possuir uma variedade de pesos moleculares e graus de derivatização com nitrogênio. Por exemplo, o aditivo de cura de poliamina pode ter um peso molecular médio dentre 500 e 5.000.000 e, preferencialmente, entre 1.000 e 500.000 Daltons. Em algumas modalidades, o aditivo de cura de poliamina está presente na com- posição de revestimento entre 0,1% em peso e 5% em peso, com base no peso seco do copolímero anionicamente estabilizada de modo coloidal.

[0027] Vários monômeros adicionais podem ser opcionalmente copo- limerizados com o pré-polímero. Por exemplo, o polímero ou copolímero acrí- lico pode ser derivado de uma variedade de monômeros insaturados, tais como

11 / 43 acrilato, (alqu)acrilato de alquila, cloreto de vinila, cloreto de vinilideno, ace- tato de vinila, estireno e dienos, tais como butadieno. Os vários acrilatos de alquila (ou ésteres de ácido acrílico) têm a fórmula: em que R9 é um grupo alquila que contém um a cerca de 15 átomos de carbono, um grupo alcoxialquila que contém um total de um a cerca de 8, 9 ou 10 átomos de carbono, um grupo cianoalquila que contém um a cerca de 10 átomos de carbono, ou um grupo hidroxialquila que contém de um a cerca de 18 átomos de carbono. A estrutura de alquila pode conter configurações de carbono primárias, secundárias ou terciárias e normalmente contém de um a cerca de 10 átomos de carbono, sendo preferidos de 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos de tais ésteres acrílicos incluem acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de n-butila, acrilato de isobutila, acrilato de n-pen- tila, acrilato de isoamila, acrilato de n-hexila, acrilato de 2-metilpentila, acrilato de n-octila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de n-decila, acrilato de n-dodecila, acrilato de n-octadecila e semelhantes. Os exemplos preferidos incluem etila- crilato, acrilato de butila, acrilato de 2-etil hexila e semelhantes.

[0028] Os vários alcacrilatos de alquila (ou ésteres de ácido alcacrílico) têm a fórmula: em que R10 é H ou uma C1-2 alquila, e R11 é um grupo alquila que contém um a cerca de 15 átomos de carbono, um grupo alcoxialquila que contém um total de um a cerca de 10 átomos de carbono, um grupo cianoalquila que contém um a cerca de 10 átomos de carbono, ou um grupo hidroxialquila que contém de um a cerca de 18 átomos de carbono (como descrito acima). Exemplos de vários (alqu)acrilatos de alquila incluem metacrilato de metila, metacrilato de etila, acrilato de metoximetila, acrilato de metoxietila, acrilato

12 / 43 de etoxietila, acrilato de butoxietila, acrilato de etoxipropila e semelhantes. Os derivados incluem acrilato de hidroxietila, acrilato de hidroxipropila, acrilato de hidroxibutila e semelhantes. Também podem ser utilizadas misturas de dois ou mais dos monômeros acima.

[0029] Ácido carboxílico insaturado que contém monômeros não são usados intencionalmente no aditivo de poliamina. Esses monômeros não inclu- ídos intencionalmente são ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, ácido fumárico, acrilato de 2-carboxietila e semelhantes. Metade de ésteres dos ácidos dicarboxílicos acima não são intencionalmente adiciona- dos ao aditivo de poliamina para ser usado como monômeros em que a porção éster é desejavelmente uma alquila que tem de um a cerca de 10 átomos de carbono e exemplos específicos incluem maleato de mono metila, fumerato mono metila, itaconato mono metila e semelhantes.

[0030] Outros monômeros copolimerizáveis (etilenicamente insatura- dos) podem ser utilizados para produzir copolímeros, incluindo monômeros es- tirênicos (como um comonômero em aditivo de amina), monômeros do tipo cloreto de vinila, monômeros do tipo acrilonitrila, vários monômeros de vinil éster, vários monômeros de acrilamidas, vários alcinol acrilamidas e semelhan- tes. Considerando os monômeros estirênicos (como um monômero primário em polímeros de estireno-butadieno ou um comonômero em polímeros de acrilato), os mesmos são frequentemente chamados de compostos aromáticos substituí- dos por vinila (monômeros estirênicos) e incluem estireno, estireno alquil subs- tituído 1-vinilnaftaleno, 2-vinilnaftaleno, e derivados alquila, cicloalquila, arila, alcarila e aralquila dos mesmos, em que o número total de átomos de carbono, nos substituintes combinados, é geralmente de 8 a cerca de 12. Exem- plos de tais compostos incluem 3-metilestireno viniltolueno; alfa-metilestireno; 4-n-propilestireno, 4-t-butilestireno, 4-metoxiestireno; 4-dimetilaminoesti- reno; 3,5-difenoxistireno; 4-p-tolilestireno; 4-fenilestireno; 4,5-dimetil-1-vini- lnaftaleno; 3-n-propil-2-vinil-naftaleno e semelhantes. O estireno é tipicamente

13 / 43 preferido.

[0031] Os monômeros do tipo cloreto de vinila incluem cloreto de vi- nila, cloreto de vinilideno e semelhantes.

[0032] Os ésteres de vinila geralmente podem ser representados pela fórmula: em que R13 é H ou um grupo C1-2 alquila, e R12 é um grupo al- quila que tem geralmente de um a cerca de 10 ou 12 átomos de carbono, em que de cerca de um a cerca de 6 átomos de carbono é preferido. Consequente- mente, os ésteres de vinila adequados incluem formato de vinila, acetato de vinila, propionato de vinila, butirato de vinila, valerato de vinila e semelhantes. Os ésteres de vinila com grupos R12 maiores incluem os monômeros versáteis de vinila, como Veo VA-P, Veo Va-10 e Veo Va-11.

[0033] Os vários éteres vinílicos podem ser representados pela fór- mula: em que R14 é H ou uma C1-2 alquila, R15 é desejavelmente uma alquila que tem de um a cerca de 10 átomos de carbono. Os exemplos específi- cos incluem éter metil vinílico, éter etil vinílico, éter butil vinílico e semelhan- tes, sendo preferido o éter metil vinílico.

[0034] Os monômeros do tipo acrilonitrila que podem ser utilizados in- cluem acrilonitrila, ou metacrilonitrila, ou etacrilonitrila e semelhantes.

[0035] Os monômeros de acrilamida que podem ser polimerizados para formar um copolímero geralmente têm a seguinte fórmula: em que R18 é H ou uma C1-2 alquila, e cada um dentre R16 e R17

14 / 43 representa individualmente um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila (de cadeia linear ou ramificada) que contém de um a cerca de 18 átomos de car- bono. Exemplos específicos incluem acrilamida, etil acrilamida, butil acrila- mida, terc-octil acrilamida, terc-butil metacrilamida e semelhantes.

[0036] Acrilamidas funcionalizadas também podem ser utilizadas. Exemplos de tais acrilamidas incluem AMPS, isto é, ácido 2-acrilamido-2-me- tilpropanossulfônico, DMAPMA, isto é, dimetilaminopropil metacriamida e semelhantes.

[0037] Comonômeros insaturados que contêm carbonila podem ser co- polimerizados com os monômeros acima para fazer polímeros acrílicos ou vi- nílicos. Exemplos de monômeros que contêm carbonila, que podem ser menci- onados, incluem acroleína, metacroleína, diacetona-acrilamida, crotonaldeído, 4-vinilbenzaldeído, vinil alquil cetonas de 4 a 7 átomos de carbono, como vinil metil cetona e propanóis de acriloxi e metacriloxialquila. Outros exemplos in- cluem acrilamidopivalaldeído, metacrilamidopivalaldeído, 3-acrilamidometil- anisaldeído, acrilato de diacetona, acrilato de acetonila, metacrilato de diace- tona, acetoacetoxietilmetacrilato, acetilacetato de 2-hidroxipropilacrilato e bu- tanodacrilato de acetilacrilato.

[0038] Deve-se mencionar que vinil pirrolidona no presente documento e qualquer nitrogênio cíclico relacionado contêm monômeros.

[0039] Para viabilização da invenção, o mecanismo de secagem normal para composições de revestimento de base aquosa é que a fase contínua é eva- porada da superfície (ou superfícies) do filme ou revestimento até a fase dis- persa do filme e/ou revestimento (o aglutinante de polímero e a fase particu- lada, se houver), fica muito próxima uma da outra e começa a formar um agre- gado contínuo através da superfície do filme ou revestimento. Este grande agre- gado contínuo só se forma quando uma fase contínua suficiente evaporou para fazer com que a fase dispersa entre em contato muito próximo uma com a outra e comprima a barreira estérica e/ou iônica entre as várias partículas da fase

15 / 43 dispersa. Em seguida, a camada de estabilização coloidal nas partículas da fase dispersa começa a interpenetrar a estabilização coloidal após a fase adjacente e o efeito de barreira da camada de barreira em cada fase dispersa perde seu efeito de barreira e promove a agregação das partículas. As partículas, na medida em que têm capacidade na temperatura de formação do filme, deformam-se para fechar a embalagem da forma mais eficiente possível. A barreira estérica e/ou iônica permanece intacta até certo ponto devido à incompatibilidade entre a camada de barreira e o teor de cada partícula. Em algumas áreas do filme, a camada de barreira é impulsionada para fora das interfaces e as partículas da fase dispersa entram em contato direto com outras partículas na fase dispersa. Esta é a fase de aglomeração da formação do filme, em que a contração de adição é obtida pela fusão das partículas e impulsionando as moléculas ativas de superfície para as interfaces com outras superfícies (como o topo do filme, a interface entre os filmes e o substrato, etc.). Até certo ponto, o peso molecular e a viscosidade das camadas de barreira impedem a migração completa das ca- madas de barreira para as interfaces e algumas porções das camadas de barreira das partículas ficam presas no filme em várias formas.

[0040] Tendo explicado a formação de filme no parágrafo acima na au- sência de um aditivo de amina, iremos agora explicar a formação de filme de uma dispersão de polímero anionicamente (parcialmente ou totalmente) estabi- lizada na presença de um aditivo de amina ativo desta divulgação. Normal- mente, o pH da composição terá sido ajustado para acima de 7 com uma base volátil. Conforme a evaporação ocorre, a base volátil será evaporada da super- fície do filme e a reatividade dos grupos amina do aditivo amina com os grupos aniônicos (como carboxila) da estabilização aniônica para as partículas será mais favorecida, pois o pH cai para perto de 7. O aditivo de amina é altamente dilatado ou dissolvido na água e faz a ponte entre as partículas na fase dispersa. O pH cai mais rápido na interface entre o filme ou revestimento e o ar (interface do filme) porque a base volátil é mais volátil do que a água da fase aquosa. As

16 / 43 partículas da superfície do filme tornam-se agregadas a um teor de sólidos mais baixo do que uma composição equivalente sem o aditivo de amina porque a fase aquosa contida no aditivo de amina dilatado ou dissolvido ou dissolvido não está disponível para separar as partículas umas das outras e manter a bar- reira entre as partículas. A interação do aditivo de amina com os grupos aniô- nicos na superfície da fase dispersa promove agregação mais do que a colisão de partículas de fase dispersa equivalentes na ausência do aditivo de amina. Basicamente, um agregado contínuo de partículas na superfície do filme (pelí- cula) se forma assim que o aditivo de amina pode começar a conectar as partí- culas com pH na superfície. O alto teor de poli(óxido de alquileno) do aditivo de amina continua absorvendo água abaixo da superfície da película e transpor- tando-a para a superfície (película) do filme onde as moléculas aquosas podem evaporar.

[0041] Assim, o aditivo de amina promove um processo de esfola do filme ou composição de revestimento mais cedo na evaporação da fase contínua quando o aditivo de amina está presente. Este esfolamento cria uma barreira para a água (em aspectos como chuva) entrar no filme e redispersar as partícu- las e o aglutinante. Isso significa que o revestimento é resistente à redispersão das partículas da fase dispersa no início do processo de secagem (antes que a evaporação tenha ocorrido o suficiente para causar agregação normal das par- tículas por compressão convencional das partículas umas com as outras durante o processo de secagem.

[0042] A secagem de filmes pode ser um problema quando o filme está sendo gerado em uma temperatura em que a evaporação da fase aquosa é lenta (baixas temperaturas, como 15, 20 ou 25 °C), quando o teor de umidade do ar na temperatura de secagem é a evaporação alta e aquosa é retardada porque o ar está parcial ou totalmente saturado com água (como em áreas úmidas do mundo ou em dias úmidos) e quando a composição de revestimento é aplicada

17 / 43 muito espessa (como > 1,016 mm (40 mils) ou > 1,27 mm (50 mils) e um vo- lume relativamente grande de água precisa evaporar (devido à profundidade do filme) através de uma quantidade limitada de área de superfície exposta para o filme ou revestimento (em relação a filmes mais finos usados em metais ou revestimentos de madeira). Isso ocorre muito com revestimentos de telhado em que é desejável colocar uma camada espessa em uma única aplicação e evitar múltiplas aplicações e obter uma barreira mais espessa à penetração de água, deterioração UV e desgaste abrasivo. Mils é uma abreviatura na escala de me- dição em inglês de 0,001 polegada. Cada mil é equivalente a 0,0254 milímetro.

[0043] O aditivo de amina é particularmente eficaz em combinação com bases voláteis, como hidróxido de amônia e aminas solúveis em água de baixo peso molecular, com pontos de ebulição abaixo de 100 °C (portanto, eva- poram antes da evaporação da fase aquosa).

[0044] As composições de revestimento descritas no presente docu- mento com o aditivo de cura de poliamina também contêm uma base volátil. As bases voláteis são substâncias básicas que são solúveis em água, permane- cem na composição aquosa de revestimento sob condições normais de armaze- namento e evaporam da composição aquosa de revestimento sob condições de secagem adequadas e mais rápido do que a água na temperatura de secagem (de modo a deslocar o pH de pH básico para pH neutro ou mesmo pH ácido.

[0045] Geralmente, uma ou mais bases voláteis são incorporadas na composição em uma quantidade eficaz para manter o pH da composição de revestimento na faixa de 7,5 a 12,5 ou na faixa de 8 ou 8,5 a 11. Em algumas modalidades, uma ou mais bases voláteis são incorporadas na composição entre 0,1% em peso e 5,0% em peso com base no peso da composição de revesti- mento. Em certas modalidades, uma ou mais bases voláteis são incorporadas na composição entre 0,5% em peso e 2,5% em peso.

[0046] As bases voláteis adequadas podem ser selecionadas com base

18 / 43 em vários fatores, incluindo sua basicidade e volatilidade. Bases voláteis exem- plificativas incluem, mas não estão limitadas a, amônia, alquilaminas inferio- res, como dimetilamina, trietilamina e dietilamina, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, morfolina, aminopropanol, 2-amino-2-metil-1-propanol, 2-di- metilaminoetanol e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, a base volátil é amônia. Em alguns casos, a amônia é a única base volátil presente na composição de revestimento. Alternativamente, a amônia pode ser incorporada em mistura por adição com outras bases voláteis, bases não voláteis, tais como hidróxidos de metal alcalino ou combinações dos mesmos.

[0047] A base volátil em combinação com o aditivo de poliamina desta divulgação é útil para facilitar a cura e secagem de revestimento com base ge- ralmente em qualquer material polimérico que usa ou pode usar pelo menos alguma estabilização aniônica (por exemplo, carboxílico) da fase de polímero disperso. Isso inclui uma variedade de aglutinantes acrílicos (comuns a muitas tintas) e dispersões de polímero de uretano (também comuns a muitas tintas). A quantidade de moléculas ativas de superfície com base aniônica (por exem- plo, tensoativo), oligômeros ou polímeros ativos de superfície (por exemplo, resinas de suporte), ou unidades de repetição ativas de superfície incorporadas no polímero da dispersão/revestimento é desejavelmente de cerca de 0,5 a cerca de 5% em peso com base no peso do aglutinante disperso e material particulado disperso no revestimento.

[0048] O aditivo de amina no presente documento é útil em composi- ções de colorante e revestimento como componente para formar partículas agregadas na superfície de um revestimento, de modo que o revestimento seja mais hidrofóbico e resistente à redispersão ou diluição do polímero, pigmento e enchimentos pela água da chuva e outras fontes de água. A dispersão de po- límero do revestimento desejavelmente tem pelo menos alguma funcionalidade aniônica na superfície das partículas que podem interagir com os grupos amina do aditivo amina. Funcionalidades aniônicas preferidas são grupos de ácido

19 / 43 carboxílico. O aditivo de amina fornece revestimentos que são mais rapida- mente resistentes à chuva, mais rapidamente resistentes a manchas e podem ser manuseados ou embalados mais rapidamente do que as formulações de reves- timento equivalentes sem o aditivo de amina. Isso ocorre porque o aditivo de amina facilita a formação de um polímero agregado/película particulada na su- perfície de um filme ou revestimento em um momento anterior ao que ocorreria na ausência do aditivo de amina. Embora alguns aditivos para polímeros pro- duzam um filme menos poroso (por exemplo, devido à reticulação do agluti- nante que, às vezes, pode retardar a evaporação de água e solventes polares de dentro do filme de secagem), o aditivo de amina desta divulgação tem poli(ca- deias de óxido de alquileno) de cadeia lateral que formam áreas hidrofílicas na superfície do filme de secagem para promover a liberação de vapor de umidade através do filme e da superfície do filme, permitindo que a secagem final do revestimento prossiga em velocidade normal ou ligeiramente mais rápido do que sem o aditivo de amina.

[0049] Tendo declarado o que o aditivo de amina ocasiona em um re- vestimento, o mesmo também não diminui significativamente as propriedades de barreira final do filme ou revestimento em qualquer grau significativo, em relação ao mesmo filme ou revestimento sem o aditivo de amina. Portanto, o aditivo de amina (embora seja dispersível ou solúvel em água na maioria das temperaturas acima de 5 °C) não torna o filme ou revestimento seco final menos resistência à água ou à maioria dos materiais de coloração polares ou aquáticos (como ketchup, mostarda, etc.). Os revestimentos são frequentemente aplicados a materiais para proteger o substrato de água e materiais de coloração polar e, assim, os revestimentos que contêm o aditivo de amina têm um desempenho substancialmente equivalente ao fornecer propriedades de barreira às mesmas composições menos o aditivo de amina. O aditivo de amina apenas acelera o tempo de formação inicial da película (portanto, os revestimentos são resisten- tes à chuva ou água em um período mais curto).

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[0050] O aditivo de amina também é útil para alguma atividade biocida (minimizando o crescimento biológico até certo ponto) em meio aquoso. O adi- tivo de amina também pode funcionar como um coagulante para algumas fases dispersas carregadas anionicamente em meio aquoso.

[0051] Quando o aditivo de amina é usado em uma composição de re- vestimento, as composições de revestimento contêm um ou mais polímeros ani- onicamente estabilizados de modo coloidal. A quantidade do aditivo de polia- mina é de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso com base no peso de todos os outros componentes na composição (tal como a dispersão de (co)polímero es- tabilizada anionicamente, água, enchimentos, pigmentos, antiespumantes, etc.) Mais desejavelmente, a quantidade do aditivo de poliamina é de cerca de 0,2 ou 0,5 a cerca de 5, 6 ou 8% em peso da composição. A quantidade da dispersão de (co)polímero estabilizada anionicamente é cerca de 10 a cerca de 75% em peso dos componentes no revestimento; mais desejavelmente, cerca de 20 a cerca de 65% em peso. Os outros componentes (geralmente cerca de 15 a 90, 25 a 79,5 ou 80, ou 30 a 75% em peso da composição) incluem enchimentos, pigmentos, antiespumantes, biocidas, conservantes, etc. comuns em composi- ções de revestimento. Os polímeros anionicamente estabilizados de modo co- loidal podem ser derivados de um ou mais monômeros etilenicamente insatu- rados, incluindo monômeros de (met)acrilato que têm de 3 a 23 átomos de car- bono e 2 a 6 átomos de oxigênio, monômeros de vinila aromáticos que têm de 8 a 14 átomos de carbono, etilenicamente insaturados monômeros alifáticos in- cluindo dienos que têm de 2 a 12 átomos de carbono, monômeros de éster vi- nílico que têm de 4 a 16 átomos de carbono, e diversos outros monômeros eti- lenicamente insaturados e combinações dos mesmos. Em algumas modalida- des, os polímeros anionicamente estabilizados de modo coloidal podem incluir copolímeros acrílicos puros, copolímeros de estireno acrílicos, copolímeros de vinila acrílicos ou copolímeros de estireno butadieno carboxilados ou não car-

21 / 43 boxilados. Em modalidades preferidas, o copolímero anionicamente estabili- zado de modo coloidal tem uma Tg medida entre -70 °C e 80 °C.

[0052] Em algumas modalidades, o polímero estabilizado anionica- mente de modo coloidal inclui um copolímero à base de acrílico. Copolímeros à base de acrílico incluem copolímeros derivados de um ou mais monômeros de (met)acrilato. O copolímero à base de acrílico pode ser um polímero acrílico puro (ou seja, um polímero ou copolímero derivado exclusivamente de monô- meros de (met)acrilato), um polímero de estireno-acrílico (ou seja, um copolí- mero derivado de estireno e um ou mais monômeros de (met)acrilato), ou um polímero vinil-acrílico (isto é, um copolímero derivado de um ou mais monô- meros de éster vinílico e um ou mais monômeros de (met)acrilato).

[0053] O copolímero à base de acrílico pode ser derivado de 50% em peso ou mais ou 55% em peso ou mais de um ou mais monômeros de (met)acri- lato (por exemplo, 65% em peso ou mais, 75% em peso ou mais, 80% em peso ou mais, 85% em peso ou mais, 88% em peso ou mais, 90% em peso ou mais, 91% em peso ou mais, 92% em peso ou mais, 93% em peso ou mais, 94% em peso ou mais, ou 95% em peso ou mais do monômero de (met)acrilato) com base no peso total dos monômeros no dito polímero anionicamente estabilizado de modo coloidal da dita dispersão de polímero. Em algumas modalidades, o monômero de (met)acrilato pode incluir ésteres de ácidos monocarboxílicos e dicarboxílicos (3-monoetilenicamente insaturados com 3 a 6 átomos de car- bono com alcanóis tendo um a 12 átomos de carbono (por exemplo, ésteres de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico ou ácido itacô- nico, com C1-C20, C1-C12, C1-C8 ou C1-C4 alcanóis).

[0054] O copolímero à base de acrílico pode ser derivado de mais de 0% ou 0,2% em peso a 5% em peso de um ou mais monômeros que contêm ácido carboxílico com base no peso total dos monômeros. Monômeros de ácido carboxílico exemplificativos incluem, mas não estão limitados a, ácidos mono- e dicarboxílicos insaturados α,β-monoetilenicamente, tais como ácido acrílico,

22 / 43 ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido crotônico, ácido maleico, ácido fumá- rico, ácido dimetacrílico, ácido etilacrílico, ácido alilacético, ácido vinilacético, ácido mesacônico, ácido metilenomalônico, ácido citracônico e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o copolímero à base de acrílico é derivado de 0,2% em peso a 5% em peso, ou 0,2% em peso a 2,5% em peso, ácido acrí- lico, ácido metacrílico ou combinações dos mesmos.

[0055] O polímero anionicamente estabilizado de modo coloidal pode ter uma temperatura de transição vítrea (Tg), medida por calorimetria de varre- dura diferencial (DSC) usando a temperatura de ponto médio usando como des- crito, por exemplo, em ASTM 3418/82, entre -70 °C e 80 °C. Em certos casos, o copolímero anionicamente estabilizado de modo coloidal tem uma Tg medida maior que -70 °C (por exemplo, maior que -60 °C, maior que -50 °C, maior que -40 °C, maior que -30 °C, maior que -20 °C, maior que -10 °C ou maior que 0 °C). Em alguns casos, o copolímero anionicamente estabilizado de modo co- loidal tem uma Tg medida inferior a 80 °C, mais desejavelmente inferior a 70 °C e preferencialmente 60 °C ou menos. Em alguns casos, exigindo revesti- mentos elastoméricos, o copolímero anionicamente estabilizado de modo co- loidal tem uma Tg medida de menos de 15 °C (por exemplo, menos de 10 °C, menos de 0 °C, menos de -10 °C, menos de -20 °C, menos de -30 °C, menos de -40 °C, menos de -50 °C. Em certas modalidades para revestimentos elastomé- ricos, o copolímero anionicamente estabilizado de modo coloidal tem uma Tg medida dentre -60 °C e 15 °C, -55 °C e 10 °C, ou -50 °C e 0 °C. Em algumas modalidades que necessitam de um revestimento duro, o polímero estabilizado anionicamente de modo coloidal pode ter uma Tg de 25 °C a 80 °C. Nessas modalidades, a composição de revestimento pode compreender ainda um agente coalescente adequado para diminuir a Tg do polímero anionicamente estabilizado de modo coloidal na faixa de formação de filme.

[0056] O polímero anionicamente estabilizado de modo coloidal pode ser preparado por técnicas de polimerização em heterofase, incluindo, por

23 / 43 exemplo, polimerização em emulsão de radical livre, polimerização em suspen- são e polimerização em miniemulsão. Em alguns exemplos, o polímero estabi- lizado anionicamente de modo coloidal é preparado polimerizando os monô- meros usando polimerização em emulsão de radical livre. A temperatura de polimerização em emulsão pode variar de 10 °C a 130 °C ou de 50 °C a 90 °C. O meio de polimerização pode incluir apenas água ou uma mistura de água e líquidos miscíveis em água, como metanol, etanol ou tetra-hidrofurano. Em al- gumas modalidades, o meio de polimerização está livre de solventes orgânicos e inclui apenas água, o que significará, preferencialmente, menos de 2% em peso de componentes orgânicos solúveis na fase aquosa, mais desejavelmente menos de 1% em peso e, preferencialmente, menos de 0,2% em peso com base no peso da fase aquosa.

[0057] A polimerização em emulsão pode ser realizada como um pro- cesso descontínuo, um processo semidescontínuo ou na forma de um processo contínuo. Em algumas modalidades, uma porção dos monômeros pode ser aquecida à temperatura de polimerização e parcialmente polimerizada, e o res- tante do lote de monômero pode ser subsequentemente alimentado para a zona de polimerização continuamente, em etapas ou com sobreposição de um gradi- ente de concentração. Em algumas modalidades, o copolímero é produzido em um único estágio (isto é, não inclui alimentações separadas com diferentes composições de monômeros de modo a produzir uma partícula de polímero de múltiplos estágios, como uma partícula de núcleo/carcaça).

[0058] A polimerização em emulsão pode ser realizada com uma vari- edade de auxiliares, incluindo iniciadores e reguladores solúveis em água. Exemplos de iniciadores solúveis em água para a polimerização em emulsão são sais de amônio e sais de metal alcalino de ácido peroxodissulfúrico, por exemplo, peroxodissulfato de sódio, peróxido de hidrogênio ou peróxidos or- gânicos, por exemplo, hidroperóxido de terc-butila. Os sistemas de iniciadores de redução-oxidação (redox) também são adequados como iniciadores para a

24 / 43 polimerização em emulsão. Os sistemas iniciadores redox são compostos de pelo menos um, geralmente inorgânico, agente de redução e um agente oxidante orgânico ou inorgânico. O componente oxidante compreende, por exemplo, os iniciadores já especificados acima para a polimerização em emulsão. Os com- ponentes de redução são, por exemplo, sais de metal alcalino de ácido sulfu- roso, como sulfito de sódio, hidrogenossulfito de sódio, sais de metal alcalino de ácido dissulfuroso, como dissulfito de sódio, compostos de adição de bissul- fito com aldeídos alifáticos e cetonas, como bissulfito de acetona, ou agentes redutores, tais como ácido hidroximetanossulfínico e sais do mesmo, ou ácido ascórbico. Os sistemas iniciadores redox podem ser usados na companhia de compostos de metal solúveis cujo componente metálico tem capacidade de existir em uma pluralidade de estados de valência.

[0059] Na polimerização é possível utilizar reguladores de peso mole- cular ou agentes de transferência de cadeia, em quantidades, por exemplo, de 0 a 0,8 parte em peso, com base em 100 partes em peso dos monômeros a serem polimerizados, para reduzir o peso molecular do copolímero. Os exemplos ade- quados incluem compostos com um grupo tiol, tal como terc-butil mercaptano, ésteres etilacrílicos do ácido tioglicólico, mercaptoetanol, mercaptopropiltri- metoxissilano e tert-dodecil mercaptano. Além disso, é possível usar regulado- res sem um grupo tiol, como o terpinoleno.

[0060] Dispersantes, como tensoativos, também podem ser adiciona- dos durante a polimerização para ajudar a manter a dispersão dos monômeros no meio aquoso. Por exemplo, a polimerização pode incluir menos de 3% em peso ou menos de 1% em peso de tensoativos. Em algumas modalidades, a polimerização é substancialmente livre de tensoativos e pode incluir menos de 0,05% ou menos de 0,01% em peso de um ou mais tensoativos.

[0061] Tensoativos aniônicos e não iônicos podem ser usados durante a polimerização. Os tensoativos adequados incluem C8 a C36 ou C12 a C18 álco- ois graxos etoxilados que têm um grau de etoxilação de 3 a 50 ou de 4 a 30,

25 / 43 mono-, di- e tri-C4 a C12 ou C4 a C9 alquilfenóis etoxilados que têm um grau de etoxilação de 3 a 50, sais de metais alcalinos de ésteres de dialquila de ácido sulfosuccínico, sais de metais alcalinos e sais de amônio de C8 a C12 alquilssul- fatos, sais de metais alcalinos e sais de amônio de ácidos C12 a C18 alquilssul- fônicos e sais de metais alcalinos e sais de amônio de ácidos C9 a C18 alquila- rilssulfônicos.

[0062] As composições de revestimento descritas no presente docu- mento contêm ainda um ou mais aditivos de cura de poliamina. O aditivo de cura de poliamina funciona para ajudar o revestimento a resistir à solubilização do aglutinante, pigmentos, enchimentos, etc., se exposto à água ou chuva no início do processo de secagem/formação de filme.

[0063] As composições de revestimento descritas no presente docu- mento com o aditivo de cura de poliamina também contêm uma base volátil. As bases voláteis são substâncias básicas que são solúveis em água, permane- cem na composição aquosa de revestimento sob condições normais de armaze- namento e evaporam da composição aquosa de revestimento sob condições de secagem adequadas.

[0064] Em algumas modalidades, a composição pode conter ainda um ou mais polímeros adicionais na forma de uma solução ou dispersão. Esses po- límeros adicionais podem desempenhar uma variedade de funções na compo- sição de revestimento ou no revestimento final. Mas, os polímeros adicionais não são um componente necessário para as características essenciais da divul- gação.

[0065] As composições aquosas de revestimento podem incluir ainda um ou mais aditivos, incluindo pigmentos, enchimentos, dispersantes, coales- centes, agentes modificadores de pH, plastificantes, antiespumantes, tensoati- vos, espessantes, biocidas, cossolventes e combinações dos mesmos. A escolha de aditivos na composição será influenciada por uma série de fatores, incluindo a natureza da dispersão de polímero aniônico e o uso pretendido da composição

26 / 43 de revestimento.

[0066] Exemplos de pigmentos adequados incluem óxidos de metal, como dióxido de titânio, óxido de zinco, óxido de ferro ou combinações dos mesmos. Em certas modalidades, a composição inclui um pigmento de dióxido de titânio. Exemplos de pigmentos de dióxido de titânio comercialmente são KRONOS® 2101, KRONOS® 2310, disponíveis junto à Kronos WorldWide, Inc. (Cranbury, NJ), TI-PURE® R-900, disponível junto à DuPont (Wilming- ton, DE) ou TIONA® AT1 comercialmente disponível junto à Millenium Inor- ganic Chemicals. O dióxido de titânio também está disponível na forma de dis- persão concentrada. Um exemplo de uma dispersão de dióxido de titânio é KRONOS® 4311, também disponível junto à Kronos WorldWide, Inc.

[0067] Exemplos de enchimentos adequados incluem carbonato de cál- cio, nefelina sienita, (25% nefelina, 55% feldspato de sódio e 20% feldspato de potássio), feldspato (um aluminossilicato), terra diatomácea, terra diatomácea calcinada, talco (silicato de magnésio hidratado), aluminossilicatos sílica (dió- xido de silício), alumina (óxido de alumínio), argila, (silicato de alumínio hi- dratado), caulim (caulinita, silicato de alumínio hidratado), mica (silicato de potássio de alumínio hidratado), pirofilita (hidróxido de silicato de alumínio), perlita, barita (sulfato de bário), Wollastonite (metassilicato de cálcio) e com- binações dos mesmos. Em certas modalidades, a composição compreende um enchimento de carbonato de cálcio.

[0068] Exemplos de dispersantes adequados são dispersantes de poliá- cidos e dispersantes de copolímero hidrofóbico. Os dispersantes de poliácido são tipicamente ácidos policarboxílicos, tais como ácido poliacrílico ou ácido polimetacrílico, que estão parcial ou completamente na forma de seus sais de amônio, metal alcalino, metal alcalinoterroso, amônio ou alquil inferior de amônio quaternário. Dispersantes de copolímero hidrofóbico incluem copolí- meros de ácido acrílico, ácido metacrílico ou ácido maleico com monômeros

27 / 43 hidrofóbicos. Em certas modalidades, a composição inclui um agente de dis- persão do tipo ácido poliacrílico, como Pigment Disperser N, disponível co- mercialmente junto à BASF SE.

[0069] Coalescentes adequados, que auxiliam na formação do filme du- rante a secagem, incluem éter monometílico de etilenoglicol, éter monobutílico de etilenoglicol, acetato de éter monoetílico de etilenoglicol, acetato de éter monobutílico de etilenoglicol, éter monobutílico de dietilenoglicol, acetato de dietilenoglicol monoetil éter, éter monometílico de dipropilenoglicol, mo- noisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol e combinações dos mesmos.

[0070] Exemplos de agentes espessantes adequados incluem polímeros de óxido de etileno uretano (HEUR) modificados hidrofobicamente, polímeros de emulsão solúvel alcalina modificada hidrofobicamente (HASE), hidroxietil- celuloses hidrofobicamente modificadas (HMHECs), poliacrilamida modifi- cada hidrofobicamente e combinações dos mesmos. Os polímeros de HEUR são produtos de reação linear de diisocianatos com óxido de polietileno finali- zado com grupos de hidrocarbonetos hidrofóbicos. Os polímeros de HASE são homopolímeros de ácido (met)acrílico ou copolímeros de ácido (met)acrílico, ésteres de (met)acrilato ou ácido maleico modificado com monômeros de vinil hidrofóbicos. HMHECs incluem hidroxietilcelulose modificada com cadeias alquila hidrofóbicas. As poliacrilamidas modificadas hidrofobicamente in- cluem copolímeros de acrilamida com acrilamida modificada com cadeias al- quila hidrofóbicas (N-alquil acrilamida). Em certas modalidades, a composição de revestimento inclui um espessante de hidroxietilcelulose hidrofobicamente modificado.

[0071] Os antiespumantes servem para minimizar a formação de es- puma durante a mistura e/ou aplicação da composição de revestimento. Os an- tiespumantes adequados incluem antiespumantes de óleo de silicone, tais como polissiloxanos, polidimetilsiloxanos, polissiloxanos modificados com poliéter

28 / 43 e suas combinações. Antiespumantes à base de silicone exemplificativos in- cluem BYK®-035, disponível junto à BYK USA Inc. (Wallingford, CT), a sé- rie TEGO® de antiespumantes, disponível junto à Evonik Industries (Hope- well, VA) e a série DREWPLUS® de antiespumantes, disponível junto à Ashland Inc. (Covington, KY).

[0072] Biocidas adequados podem ser incorporados para inibir o cres- cimento de bactérias e outros micróbios na composição de revestimento durante o armazenamento. Biocidas exemplificativos incluem 2-[(hidroxime- til)amino]etanol, 2-[(hidroximetil)amino]2-metil-1-propanol, o-fenilfenol, sal de sódio, 1,2-benzisotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT), 5- cloro2-metile-4-isotiazolin-3-ona (CIT), 2-octil-4-isotiazolin-3-ona (OTT), 4,5-dicloro-2-n-octil-3-isotiazolona, bem como sais aceitáveis e combinações dos mesmos. Biocidas adequados também incluem ácidos de fungicidas que inibem o fungo de crescimento ou seus esporos no revestimento. Exemplos de fungicidas incluem 2-(tiocianometiltio)benzotiazol, 3-iodo-2-propinil butil car- bamato, 2,4,5,6-tetracloroisoftalonitrila, 2-(4-tiazolil)benzimidazol, 2-N-oc- til4-isotiazolin-3-ona, di-iodometil p-tolil sulfona, bem como sais aceitáveis e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, a composição de revesti- mento contém 1,2-benzisotiazolin-3-ona ou um sal do mesmo. Biocidas deste tipo incluem PROXEL® BD20, comercialmente disponível junto à Arch Che- micals, Inc (Atlanta, GA).

[0073] Cossolventes e plastificantes exemplificativos incluem etileno- glicol, propilenoglicol, dietilenoglicol e combinações dos mesmos.

[0074] As composições de revestimento descritas acima podem ser for- necidas como dispersões aquosas com um teor de sólidos de 30 a 85% ou de 30 ou 40 a 75%.

[0075] Também são fornecidos revestimentos formados a partir das composições de revestimento descritas no presente documento, bem como mé-

29 / 43 todos de formação desses revestimentos. Geralmente, os revestimentos são for- mados aplicando-se uma composição de revestimento descrita no presente do- cumento a uma superfície e permitindo que o revestimento seque para formar um revestimento. Os revestimentos secos resultantes tipicamente compreen- dem, no mínimo, um polímero anionicamente estabilizado de modo coloidal e um aditivo de cura de poliamina. Os revestimentos secos podem ainda compre- ender um ou mais aditivos (por exemplo, pigmentos e/ou enchimentos) como descrito acima.

[0076] As composições de revestimento podem ser aplicadas a uma su- perfície por qualquer técnica de revestimento adequada, incluindo pulveriza- ção, rolamento, pincel ou espalhamento. As composições de revestimento po- dem ser aplicadas em uma única camada ou em várias camadas sequenciais (por exemplo, em duas ou três camadas) conforme necessário. O revestimento pode ser coaplicado com um acelerador de assentamento para diminuir o tempo de assentamento do revestimento em uma superfície. Os aceleradores de assen- tamento adequados incluem compostos, como ácidos, que consomem a base volátil e diminuem o tempo de assentamento do revestimento. Por exemplo, o acelerador de assentamento pode ser um ácido diluído, como ácido acético ou ácido cítrico. Os aceleradores de assentamento podem ser aplicados a uma su- perfície antes da aplicação do revestimento, aplicados simultaneamente com a composição do revestimento ou aplicados ao revestimento depois de terem sido aplicados a uma superfície, mas antes de secar uma aplicação particular. Geral- mente, a composição de revestimento é seca em condições ambiente. No en- tanto, em certas modalidades, a composição de revestimento pode ser seca, por exemplo, por aquecimento e/ou por circulação de ar sobre o revestimento.

[0077] A espessura do revestimento pode variar dependendo da aplica- ção do revestimento. Por exemplo, o revestimento pode ter uma espessura seca de pelo menos um ou 0,254 mm (10 mils) (por exemplo, pelo menos 0,381 mm (15 mils), pelo menos 0,508 mm (20 mils), pelo menos 0,635 mm (25 mils),

30 / 43 pelo menos 0,762 mm (30 mils) ou pelo menos 1,016 mm (40 mils)) para re- vestimentos elastoméricos, especialmente onde o revestimento precisa cobrir rachaduras no substrato. Em tais casos elastoméricos, o revestimento tem uma espessura seca de menos de 2,54 mm (100 mils) (por exemplo, menos de 2,286 mm (90 mils), menos de 2,032 mm (80 mils), menos de 1,905 mm (75 mils), menos de 1,524 mm (60 mils), menos de 1,27 mm (50 mils), menos de 1,016 mm (40 mils), menos de 0,889 (35 mils) ou menos de 0,762 mm (30 mils)). Em algumas modalidades elastoméricas, o revestimento tem uma espessura seca dentre 0,254 mm e 2,54 mm (10 mils e 100 mils). Em certas modalidades, o revestimento tem uma espessura seca entre 0,254 mm e 1,016 mm (10 mils e 40 mils). Para revestimentos menos elastoméricos, como revestimentos de me- tal, e em que a Tg pode ser de 15 ou 25 a 80 °C, a espessura do revestimento pode tender a ser mais fina, tal como um a 0,254 ou 0,0254 a 0,127 mm (10 ou um a cinco mils) de espessura seca.

[0078] Em algumas modalidades, o revestimento é aplicado a uma su- perfície de estrada como uma tinta de trânsito. Nessas modalidades, a superfície de estrada pode ser, por exemplo, asfalto ou concreto. Em alguns casos, quando o revestimento é aplicado como tinta de trânsito, o revestimento contém um enchimento, como um enchimento reflexivo.

[0079] Em certas modalidades, o revestimento é aplicado a uma super- fície para refletir a radiação solar. Nesses casos, o revestimento geralmente contém um ou mais pigmentos que refletem a energia solar, como o dióxido de titânio. Ao refletir o calor do sol, o revestimento pode ajudar a resfriar uma superfície. No caso de revestimentos aplicados a superfícies arquitetônicas, como telhados, o revestimento do telhado pode ajudar a reduzir as temperaturas internas de um edifício e os custos de refrigeração.

[0080] Em certas modalidades, o revestimento é um revestimento de telhado elastomérico. Em certas modalidades, o revestimento geralmente satis- faz os requisitos da ASTM D6083-05, intitulada “Standard Specification for

31 / 43 Liquid Applied Acrylic Coating Used in Roofing”. Em modalidades particula- res, o revestimento tem uma resistência à tração superior a 13,78 bar (200 psi) e um alongamento na ruptura superior a 100%, de acordo com ASTM D-2370, após 1.000 horas de desgaste acelerado.

[0081] Os aditivos de cura de poliamina também podem ser incorpora- dos como agentes de assentamento em outros tipos de composições que contêm polímeros ou copolímeros estabilizados anionicamente de modo coloidal. Em particular, aditivos de cura de poliamina podem ser utilizados para diminuir os danos causados pela água ou chuva de outras composições em que o assenta- mento rápido e/ou resistência à chuva são desejáveis. Por exemplo, aditivos de cura de poliamina podem ser adicionados a adesivos convencionais (por exem- plo, adesivos de construção), rejuntes, calafetagens, selantes e sistemas de iso- lamento e acabamento externos (EIFS) para fornecer mais produtos resistentes à água e à chuva no início do processo de secagem ou assentamento.

[0082] A espessura do revestimento pode variar dependendo da aplica- ção do revestimento. Por exemplo, o revestimento pode ter uma espessura seca de pelo menos um ou 0,254 mm (10 mils) (por exemplo, pelo menos 0,381 mm (15 mils), pelo menos 0,508 mm (20 mils), pelo menos 0,635 mm (25 mils), pelo menos 0,762 mm (30 mils) ou pelo menos 1,016 mm (40 mils)) para re- vestimentos elastoméricos, especialmente onde o revestimento precisa cobrir rachaduras no substrato. Em tais casos elastoméricos, o revestimento tem uma espessura seca de menos de 2,54 mm (100 mils) (por exemplo, menos de 2,286 mm (90 mils), menos de 2,032 mm (80 mils), menos de 1,905 mm (75 mils), menos de 1,524 mm (60 mils), menos de 1,27 mm (50 mils), menos de 1,016 mm (40 mils), menos de 0,889 (35 mils) ou menos de 0,762 mm (30 mils)). Em algumas modalidades elastoméricas, o revestimento tem uma espessura seca dentre 0,254 mm e 2,54 mm (10 mils e 100 mils). Em certas modalidades, o revestimento tem uma espessura seca entre 0,254 mm e 1,016 mm (10 mils e

32 / 43 40 mils). Para revestimentos menos elastoméricos, como revestimentos de me- tal, e em que a Tg pode ser de 15 ou 25 a 80 °C, a espessura do revestimento pode tender a ser mais fina, tal como um a 0,254 ou 0,0254 a 0,127 mm (10 ou um a cinco mils) de espessura seca.

[0083] As composições de revestimento podem ser aplicadas a uma va- riedade de superfícies incluindo, mas não se limitando a metal, asfalto, con- creto, pedra, cerâmica, madeira, plástico, polímero, espuma de poliuretano, vi- dro e combinações dos mesmos. As composições de revestimento podem ser aplicadas a superfícies internas ou externas. Em certas modalidades, a superfí- cie é uma superfície arquitetônica, como um telhado, parede, piso ou uma com- binação dos mesmos.

EXEMPLOS Ingredientes:

[0084] DMAPMA – dimetilaminopropil metacrilamida HEMA – metacrilato de 2-hidroxietila Iniciador A – 1,37 g de TBHP a 70% em 4,8 g de água TBHP – peróxido de t-butil hidrogênio Redutor A – 0,96 grama de ácido eritórbico em 24 gramas de água Sulfato de ferro(II) hepta-hidratado Na4-ETDA – ácido etilenodiaminotetracetato tetra-sódio AMPSTM 2045 – ácido 2-acrilamido-2metilpropanossulfônico ou seu sal de sódio ou amônia (AMPS) SLS – Lauril Sulfato de Sódio BisomerTM MPEG 350MA – 350 óxido de polietileno com peso molecular limitado esterificado com ácido metacrílico. Disponível junto à Geo. Metacrilamida Sipomer PAM-100 – fosfato de éster de metacrilato de polieti- lenoglicol disponível junto à Solvay ou Rhodia

33 / 43 MMA – metacrilato de metila 2-EHA – 2-etil-hexilacrilato VCN – acrilonitrila MAA – ácido metacrílico Silane A-171 – Viniltrimetoxissilano COPS – sulfonato de 1-aliloxi-2-hidroxipropano sódio disponí- vel junto à Solvay Estireno AA – ácido acrílico AE-960 é um polímero acrílico disponível junto à Lubrizol Ad- vanced Materials, Inc. que tem um grupo estabilizador coloidal aniônico. Pode- se usar polímeros semelhantes, como Dow RhoplexTM ED-1791, RhoplexTM 2885 ou BASF AcrynolTM NS 567 e obtêm resultados semelhantes para visco- sidade e desempenho semelhante como um revestimento.

EXEMPLO COMPARATIVO I COM HEMA

[0085] Composição de monômero = 80 DMAPMA/20 HEMA. Um po- límero aquoso foi preparado como a seguir. Uma pré-mistura de monômero foi feita pela mistura de 120 gramas de água, 96 gramas de dimetilaminopropil metacrilamida (DMAPMA) e 24 gramas de acrilato de 2-hidroxil etila (HEMA). O Iniciador A foi feito pela mistura de 1,37 grama de peróxido de t- butil hidrogênio (TBHP) 70% em 4,8 gramas de água. O Redutor A foi prepa- rado dissolvendo 0,96 grama de ácido eritórbico em 24 gramas de água. Um reator de um litro foi carregado com 336 gramas de água, 1,68 gramas de 0,15% de sulfato de Ferro(II) hepta-hidratado e 0,48 grama de ácido etilenodiamino- tetracético tetrassódico a 1% (Na4-ETDA) e, em seguida, foi aquecido a 60 °C sob uma manta de nitrogênio com agitação adequada. A 60 °C, o Iniciador A foi adicionado ao reator. Após cerca de 2 minutos, a pré-mistura de monômero foi proporcionada ao vaso de reação por um período de 120 minutos, e o redutor

34 / 43 A foi proporcionado ao reator por um período de 150 minutos. Após a conclu- são da alimentação de redutor A, a temperatura do vaso de reação foi mantida a 60 °C durante 60 minutos. O reator foi, então, resfriado a 50 °C. Uma solução de 0,43 grama de TBHP 70% e 0,04 grama de laurilsulfato de sódio a 30% (SLS) em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. Após 5 minutos, uma solução de 0,25 grama de ácido eritórbico em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. O reator foi mantido a 50 °C. Depois de 30 minutos, uma solução de 0,43 grama de TBHP a 70% e 0,04 grama de lauril sulfato de sódio (SLS) a 30% em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. Após 5 minutos, uma solu- ção de 0,25 grama de ácido eritórbico em 6 gramas de água foi adicionada ao reator. O reator foi mantido a 50 °C durante cerca de 30 minutos. Então, o reator foi resfriado à temperatura ambiente. O polímero tinha um pH de 9,5, sólidos a 16,4%, viscosidade 15 mPa·s (15 cps). EXEMPLO COMPARATIVO II COM AMPS 2045

[0086] Composição de monômero = 80 DMAPMA/20 AMPS 2045. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo Comparativo I, exceto que 48 gramas de AMPS 2405 a 50% (da Lubrizol) foram usados em vez de HEMA. O polímero tinha um pH de 10,9, sólidos a 17,6%, viscosidade a 29 mPa·s (29 cps).

EXEMPLO COMPARATIVO III COM METACRILAMIDA

[0087] Composição de monômero = 80 DMAPMA/20 Metacrilamida. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo Comparativo I, exceto que 24 gramas de metacrilamida foram usados em vez de HEMA. O polímero tinha um pH de 9,9, sólidos a 17,8%, viscosidade a 24 mPa·s (24 cps).

EXEMPLOS DE INVENÇÃO DE ADITIVOS DE POLIAMINA EXEMPLO 1 COM MPEG 350MA

[0088] Composição de monômero = 80 DMAPMA/20 MPEG350 MA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo Comparativo 1, exceto que 24 gramas de Bisomer MPEG 350MA (de GEO) foram usados em vez de HEMA.

35 / 43 O polímero tinha um pH de 10,3, sólidos a 17,3%, viscosidade a 31 mPa·s (31 cps). EXEMPLO 2 COM MPEG 350MA

[0089] Composição de monômero = 70 DMAPMA/30 MPEG350 MA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo Comparativo 1, exceto que uma mistura de monômeros continha 84 gramas de DMAPMA e 36 gramas de Bisomer MPEG 350MA. O polímero tinha um pH de 10,4, sólidos a 18,0%, viscosidade a 11 mPa·s (11 cps). TABELA I - ADITIVOS DE POLIAMINA EXEMPLO 3 COM MPEG 1005 MA E VA-086

[0090] Composição de monômero = 70 DMAPMA/30 MPEG1005 MA. Um polímero em emulsão foi preparado como segue. Uma pré-mistura de monômero foi feita pela mistura de 153 gramas de água, 126 gramas de dime- tilaminopropil metacrilamida (DMAPMA) e 108 gramas de Visiomer MEG 1005MA W (50% em água, Evonik). O Iniciador A foi feita por dissolução de 0,9 grama de 2,2'-Azobis[2-metil-N-(2-hidroxietil)propionamida] (Azo VA- 086 junto à Wako) em 14,4 gramas de água. O Iniciador B foi preparado dis- solvendo 0,27 grama de Azo VA-086 em 36 gramas de água. Um reator de um litro foi carregado com 324 gramas de água e, em seguida, foi aquecido a 85 °C sob uma manta de nitrogênio com agitação adequada. Aos 85 °C, o Iniciador A foi adicionado ao reator e, em seguida, a pré-mistura de monômero foi pro- porcionada ao recipiente de reação por um período de 75 minutos. Cerca de um minuto após o início da dosagem da pré-mistura de monômero, o iniciador B foi proporcionado ao reator por um período de 120 minutos. A temperatura da reação foi mantida a 85 °C. Após a conclusão da alimentação do Iniciador B, a temperatura do vaso de reação foi mantida em 85 °C por 60 minutos. O reator

36 / 43 foi, então, resfriado a 50 °C. Uma solução de 0,64 grama de TBHP a 70% e 0,06 grama de SLS a 30% em 9 gramas de água foi adicionada ao reator. Após cinco minutos, uma solução de 0,38 grama de ácido eritórbico em 9 gramas de água foi adicionada ao reator. O reator foi mantido a 50 °C. Após 30 minutos, uma solução de 0,64 grama de TBHP a 70% e 0,06 grama de SLS a 30% em 9 gramas de água foi adicionada ao reator. Após cinco minutos, uma solução de 0,38 grama de ácido eritórbico em 9 gramas de água foi adicionada ao reator. O reator foi mantido a 50 °C durante cerca de 30 minutos. Então, o reator foi resfriado à temperatura ambiente e filtrado através de um pano de 100 mícrons. O polímero tinha pH 10,1, sólidos a 22,4% e viscosidade a 560 mPa·s (560 cps). EXEMPLO 4 COM MPEG 350MA E PAM-100

[0091] Composição de monômero = 70 DMAPMA/20 MPEG350 MA/10 PAM-100. Um polímero foi preparado igual ao Exemplo 3, exceto que uma mistura de monômero continha 180 gramas de água, 18 gramas de Sipo- mer PAM-100 (da Solvay), 8,4 gramas de 28% de hidróxido de amônio, 126 gramas de DMAPMA e 36 gramas de Bisomer MPEG 350MA. O polímero tinha pH 10,1, sólidos a 23,6% e viscosidade a 1.104 mPa·s (1.104 cps). EXEMPLO 5 COM MPEG 350MA E METACRILAMIDA

[0092] Composição de monômero = 70 DMAPMA/10 MPEG350 MA/20 metacrilamida. Um polímero em emulsão foi preparado como segue. Uma pré-mistura de monômero foi feita pela mistura de 160 gramas de água, 32 gramas de metacrilamida, 112 gramas de dimetilaminopropil metacrilamida (DMAPMA) e 16 gramas de Bisomer MPEG 350MA. O Iniciador A foi feito por dissolução de 0,8 grama de 2,2'-Azobis[2-metil-N-(2-hidroxietil)propiona- mida] (Azo VA-086 de Wako) em 20,5 gramas de água. O Iniciador B foi pre- parado dissolvendo 0,24 grama de Azo VA-086 em 32 gramas de água. Um reator de um litro foi carregado com 280 gramas de água e, em seguida, foi aquecido a 85 °C sob uma manta de nitrogênio com agitação adequada. A 85

37 / 43 °C, o Iniciador A foi adicionado ao reator e, em seguida, a pré-mistura de mo- nômero foi proporcionada ao recipiente de reação por um período de 75 minu- tos. Cerca de um minuto após o início da dosagem da pré-mistura de monô- mero, o iniciador B foi proporcionado ao reator por um período de 120 minutos. A temperatura de reação foi mantida a 85 °C. Após a conclusão da alimentação do Iniciador B, a temperatura do vaso de reação foi mantida em 85 °C durante 60 minutos. O reator foi, então, resfriado a 50 °C. Uma solução de 0,57 grama de TBHP a 70% e 0,05 grama de SLS a 30% em 8 gramas de água foi adicio- nada ao reator. Após cinco minutos, uma solução de 0,34 grama de ácido eri- tórbico em 8 gramas de água foi adicionada ao reator. O reator foi mantido a 50 °C. Após 30 minutos, uma solução de 0,57 grama de TBHP a 70% e 0,05 grama de SLS a 30% em 8 gramas de água foi adicionada ao reator. Após cinco minutos, uma solução de 0,34 grama de ácido eritórbico em 8 gramas de água foi adicionada ao reator. O reator foi mantido a 50 °C durante cerca de 30 mi- nutos. Então, o reator foi resfriado à temperatura ambiente e filtrado através de um pano de 100 mícrons. O polímero tinha um pH de 10,3, sólidos a 22,34% e viscosidade a 370 mPa·s (370 cps). EXEMPLO 6 COM MPEG 350MA E AMPS-2411

[0093] Composição de monômero = 70 DMAPMA/25 MPEG350 MA/5 AMPS-2411. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo 5, exceto que uma mistura de monômero continha 160 gramas de água, 16 gramas de AMPS-2411 (50% em água da Lubrizol), 112 gramas de DMAPMA e 40 gra- mas de Bisomer MPEG 350MA. O polímero tinha um pH de 10,0, sólidos a 22,94,0%, viscosidade a 26 mPa·s (26 cps). EXEMPLO 7 COM MPEG 1005 MA

[0094] Composição de monômero = 85 DMAEMA/15 MPEG1005 MA. Um polímero foi preparado igual ao Exemplo 3, exceto que uma mistura de monômero continha 180 gramas de água, 153 gramas de metacrilato de di- metilaminoetila (DMAEMA) e 54 gramas de Visiomer MEG 1005MA W. O

38 / 43 polímero tinha um pH de 9,1, sólidos a 16,8% e viscosidade a 990 mPa·s (990 cps). EXEMPLO 8 COM MPEG 350MA E MMA

[0095] Composição de monômero = 70 DMAEMA/20 MPEG350 MA/10MMA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo 3, exceto que uma mistura de monômero continha 180 gramas de água, 126 gramas de DMA- EMA, 18 gramas de metacrilato de metila (MMA) e 36 gramas de Bisomer MPEG 350MA. O polímero tinha um pH de 9,2, sólidos a 18,1%, viscosidade a 8.000 mPa·s (8.000 cps). EXEMPLO 9 COM MPEG 350MA E DMAEMA

[0096] Composição de monômero = 50 DMAEMA/50 MPEG 350 MA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo 3, exceto que uma mis- tura de monômero continha 180 gramas de água, 90 gramas de DMAEMA e 90 gramas de Bisomer MPEG 350MA. O polímero tinha pH de 9,2, sólidos a 19,5%, viscosidade a 1.650 mPa·s (1.650 cps). EXEMPLO 10 COM MPEG 750MA E DMAEMA

[0097] Composição de monômero = 80 DMAEMA/20 MPEG 350 MA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo 3, exceto que uma mis- tura de monômero continha 128 gramas de água, 128 gramas de DMAEMA e 64 gramas de Visiomer MPEG 750MA-W (50% em água, Evonik). O polímero tinha um pH de 9,4, sólidos a 19,03%, viscosidade a 576 mPa·s (576 cps). EXEMPLO 11 COM MPEG 350MA E DMAEMA

[0098] Composição do monômero = 75 DMAEMA/15 MPEG 350 MA/10 n-VP. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo 3, exceto que uma mistura de monômero continha 180 gramas de água, 135 gramas de DMA- EMA, 27 gramas de Bisomer MPEG 350MA e 18 gramas de n-vinil pirrolidi- nona. O polímero tinha um pH de 9,3, sólidos a 16,6%, viscosidade de 1.280 mPa·s (1.280 cps). EXEMPLO 12 COM MPEG 350MA

39 / 43

[0099] Composição de monômero = 50 DMAPMA/50 MPEG350 MA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo Comparativo 1, exceto 60 gramas de Bisomer MPEG 350MA e 60 gramas de DMAPMA. O polímero tinha um pH de 10,3, sólidos a 16,2% viscosidade a 10 mPa·s (10 cps). EXEMPLO 13 COM MPEG 350MA

[00100] Composição de monômero = 30 DMAPMA/70 MPEG350 MA. Foi preparado um polímero igual ao do Exemplo Comparativo 1, exceto 84 gramas de Bisomer MPEG 350MA e 36 gramas de DMAPMA. O polímero tinha um pH de 10,0, sólidos a 18,4%, viscosidade a 40 mPa·s (40 cps).

SÍNTESE DE POLÍMEROS

[00101] Os polímeros A, B, C, D, E e F foram feitos do mesmo proce- dimento conforme descrito no Exemplo Nº 8 da Patente U.S. 7.931.972 com as composições de monômero mostradas na Tabela II. TABELA II – POLÍMEROS

ESTABILIDADE DE ADITIVOS DE POLIAMINA EM POLÍMEROS

[00102] Na investigação de estabilidade, a poliamina foi diluída com 2 vezes água DI e, em seguida, 1% em peso de poliamina foi adicionado ao polí- mero em uma base sólida a sólida sob agitação adequada. Em seguida, são en- velhecidos em forno a 50 °C por 4 semanas. Os resultados estão resumidos na Tabela III. TABELA III - ESTABILIDADE DA POLIAMINA NO POLÍMERO

40 / 43

[00103] Tanto o Polímero E quanto o Polímero F foram ajustados para pH 10 com amônia e misturados com aditivos de poliamina em uma base sólida a sólida. As poliaminas foram misturadas com quantidades iguais de água DI antes de serem adicionadas a cada polímero. As misturas de polímero e polia- mina foram colocadas a mais de 60 °C para investigação de estabilidade. Os resultados estão listados nas Tabelas IV e V. TABELA IV - ALTERAÇÕES DE VISCOSIDADE DE POLÍMERO E COM

VÁRIAS POLIAMINAS TABELA V - MUDANÇAS DE VISCOSIDADE DO POLÍMERO F COM VÁRIAS POLIAMINAS TEMPO DE SECAGEM DE REVESTIMENTOS

[00104] O aditivo de poliamina formulado com os polímeros disponíveis comercialmente da Lubrizol é mostrado na Tabela VI. O pH final dos revesti- mentos não é ajustado. O polímero de secagem rápida líder no mercado é usado

41 / 43 como propósito comparativo e seu pH final do revestimento é ajustado para acima de 10 com base nas diretrizes de formulação do fornecedor do polímero. A formulação do Controle Competitivo foi baseada na recomendação do fabri- cante da resina. TABELA VI - FORMULAÇÃO DE REVESTIMENTO

[00105] O tempo de secagem e a estabilidade de viscosidade e pH das tintas formuladas estão listados na Tabela VII. Conforme mostrado nos resul- tados, a adição de aditivo poliamina reduziu o tempo de secagem em mais de duas horas. CarbosetTM AE-960 e CarbosetTM SA-850 são emulsões de acrilato comercialmente disponíveis junto à Lubrizol Advanced Materials, Inc. nos EUA. Os dados mostram que o aditivo de poliamina desta divulgação é estável em tintas por pelo menos 4 semanas a 60 °C, o que acreditamos ser equivalente a mais de um ano de armazenamento à temperatura ambiente (25 °C). Os dados mostram que o aditivo de poliamina diminui o tempo de secagem. Os dados mostram que um produto de secagem rápida líder competitivo é vendido co- mercialmente a um valor de pH de cerca de 0,5 unidade de pH do que o valor

42 / 43 de pH usado com Carboset AE-960 e SA-850. O valor mais baixo de armaze- namento/retenção de pH é desejável, pois muitos consumidores e aplicadores de tintas são sensíveis à amônia, que é comumente usada para ajustar o pH de tintas com tecnologia de secagem rápida. Os dados mostram que o Carboset AE-960 e o SA-850 podem ser armazenados em valores de pH em torno de 9,5 ou 9,7 por muitas semanas sem aumento de viscosidade e os produtos resultan- tes secam mais rápido ou mais rápido do que o produto líder de mercado para tintas de secagem rápida. TABELA VII - ESTABILIDADE DE REVESTIMENTO E TEMPO DE SE-

CAGEM Carboset Carboset Carboset Produto Líder AE-960 AE-960 SA-850 de Mercado Poliamina de Ex. 10 0 2,5 2,5 N/A pH, inicial 9,67 9,69 9,49 10,13 pH, 4 semanas a 60 °C 9,57 9,57 9,48 9,92 KU, Viscosidade Inicial 108,3 111,3 102,6 97,2 KU, 4 semanas a 60 °C 107 114,9 104,3 95,2 Espessura do filme, mm (mil) 0,508 (20) 0,508 (20) 0,508 (20) 0,508 (20) Tempo de secagem, hora >6 4 3 4

[00106] A poliamina de Ex. 10 foi também pós-adicionado às tintas co- merciais como mostrado na Tabela VIII para ilustrar que o aditivo de poliamina é eficaz geralmente com qualquer composição de tinta estabilizada anionica- mente de modo coloidal com grupos carboxila como parte do mecanismo de estabilização. As tintas comerciais eram a tinta DecaflexTM da Sika Liquid Plas- tics no Reino Unido e a tinta SikagardTM era da Sika nos EUA. Ambas as tintas são conhecidas como revestimentos de secagem rápida ou ajuste rápido. Os resultados mostram que o aditivo poliamina é efetivamente reduzido no tempo de secagem.

[00107] Exceto nos Exemplos, ou quando indicado explicitamente de

43 / 43 outro modo, todas as quantidades numéricas nesta descrição especificando quantidades de materiais, condições de reação, pesos moleculares, número de átomos de carbono e semelhantes, serão entendidas como modificadas pelas palavras “cerca de”. É para ser entendido que os limites de quantidades superior e inferior, faixa e razão estabelecidos no presente documento podem ser com- binados independentemente. À semelhança, as faixas e quantidades de cada elemento da invenção podem ser usadas juntas com faixas ou quantidades de quaisquer outros elementos.

[00108] Como usado no presente documento, o termo de transição “que compreende”, que é sinônimo de “incluindo”, “que contém” ou “caracterizado por”, é inclusivo ou aberto e não exclui elementos ou etapas de métodos adici- onais não recitados. No entanto, em cada recitação de “que compreende” no presente documento, pretende-se que o termo também abranja, como modali- dades alternativas, as frases “consistindo essencialmente em” e “consistindo em”, onde “consistindo em” exclui qualquer elemento ou etapa não especifi- cada e “consistindo essencialmente em” permite a inclusão de elementos ou etapas adicionais não recitados que não afetam materialmente as características básicas e novas da composição ou do método em consideração.

[00109] Embora certas modalidades e detalhes representativos tenham sido mostrados com o objetivo de ilustrar a invenção em questão, será aparente para os versados na técnica que várias mudanças e modificações podem ser feitas nos mesmos sem afastamento do escopo da invenção em questão. A esse respeito, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações seguintes.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispersão de polímero em meio aquoso, caracterizada pelo fato de que compreende: a) 10 a 75% em peso de uma dispersão de copolímero anionica- mente estabilizada de modo coloidal em um meio aquoso que tem um tamanho numérico médio de partícula por meio de métodos de dispersão de luz de 50 a

2.000 nanômetros em um meio aquoso, b) 0,1 a 10% em peso de um aditivo de poliamina diluível em água que compreende unidades de repetição do produto de polimerização de monômeros insaturados, em que (1) cerca de 30 a 90% em peso de unidades de repetição são de um monômero de amina terciária polimerizável por radical livre selecionado a partir do grupo que consiste nas fórmulas A1 e A2 Fórmula A1 e Fórmula A2 em que Ra é O ou NRk, Rb é um C1 a C6 alquileno, Re é uma C1- C4 alquila, Rf é uma C1-C4 alquila, Rg é H ou metila ou etila e Rh é H ou metila ou etila, Rk é H, um grupo C1-C4 alquila ou um grupo C1-C4 acila, A' é homo- polímero ou copolímero poli(oxi-C2H4 e/ou C3H6 alquileno) de peso molecular numérico médio de 88 a 348 g/mol, m é 2 ou 3, Ri é selecionado a partir de um grupo que inclui hidrogênio, grupo fenila, grupo benzila e um grupo C1-C12 alquila se não for desejado diretamente que Rj forme um grupo alquileno, Rj é selecionado a partir de um grupo que compreende hidrogênio, um grupo C1-C4 alquila, se o mesmo não estiver ligado diretamente a Ri e, opcionalmente, Ri e Rj, em conjunto, podem estar covalentemente ligados um ao outro para formar um grupo C4 ou C5 alquileno que forma um anel de cinco ou 6 membros com o átomo de C ao qual estão ligados, com (2) cerca de 10 a 60% em peso de unidades de repetição são de monômero de óxido de alquileno polimerizável B da fórmula

B em que Rp é um óxido de polialquileno de peso molecular nu- mérico médio de cerca de 88 a cerca de 1.200, mais desejável, de cerca de 132 a 1.100, em que o dito óxido de polialquileno tem 2 ou 3 ou 4 carbonos por grupo alquileno (mais desejavelmente, pelo menos 90% em peso dos grupos de óxido de alquileno são óxido de etileno), Rq é H ou grupo C1-C5 alquileno e, mais preferencialmente, metila ou etila; e Rr é H ou metila ou etila; e (3) cerca de 0 a cerca de 60% em peso de unidades de repetição são de outros monômeros polimerizáveis por radical livre além de A1, A2 e B, e em que o pH da dita dispersão de polímero está entre 7,5 e 12,5.

2. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada pelo fato de que o dito copolímero compreende pelo menos 50% em peso de unidades de repetição que são derivadas de polimerização de mo- nômeros de (met)acrilato que são ésteres de alcanóis que têm um a 12 átomos de carbono com ácidos monocarboxílico 3-monoetilenoicamente insaturado e/ou dicarboxílico insaturado que têm 3 a 6 átomos de carbono.

3. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 1 ou 2, a dispersão sendo caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um pigmento ou um enchimento e em que a dita dispersão de polímero em meio aquoso tem um pH de 8 a 11.

4. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que pelo menos 80% em peso das unidades de repetição são derivadas da polimerização do grupo que consiste em A1 e A2 que são o dito monômero A1.

5. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o dito copolímero inclui de 0,5 a cerca de 2,5% em peso de uma amina volátil (definida como uma amina mais volátil do que água a 25 °C) com base no peso da dispersão de polímero.

6. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que R2 é metila ou etila.

7. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de ser usada em combinação com dióxido de titânio para produzir um revestimento opaco.

8. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de ser como um revestimento de te- lhado.

9. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizada pelo fato de que tem uma espessura de filme de 0,254 a 2,54 mm (10 a 100 mils) após a secagem ao ar.

10. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 9, ca- racterizada pelo fato de que tem uma espessura de filme superior a 1,016 mm (40 mils) após a secagem ao ar.

11. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que pelo menos 50% em peso do polímero da dita dispersão de polímero são unidades repetidas de polimerização de um éster de C4 a C12 alquila de ácido (met)acrílico.

12. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que pelo menos 75% em peso do dito polímero da dita dispersão de polímero são unidades repetidas de polimerização de um éster de C4 a C12 alquila de ácido (met)acrílico.

13. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que pelo menos 60% em peso da dita dispersão de polímero é um poliuretano.

14. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o dito polímero da dita dispersão de polímero é um híbrido de poliuretano e poliacrilato.

15. Dispersão de polímero de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 7, sendo a dita dispersão de polímero caracterizada pelo fato de que tem um tamanho numérico médio de partícula por dispersão de luz de laser de 50 a 300 nanômetros.

16. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 15, sendo a dita dispersão caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente pelo menos 3 partes em peso por cem partes de dispersão de polímero de TiO2 e um biocida.

17. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que pelo menos 50% em peso do dito polímero da dita dispersão de polímero são unidades repetidas de polimerização de um éster de C4 a C12 alquila de ácido (met)acrílico.

18. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que pelo menos 75% em peso do dito polímero das ditas dispersões de polímeros são unidades repetidas de polimerização de um éster de C4 a C12 alquila de ácido (met)acrílico.

19. Dispersão de polímero de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizada pelo fato de que a dita poliamina diluível em água compre- ende 55 a 85% em peso de unidades de repetição de um monômero de amina terciária polimerizável por radical livre selecionado a partir do grupo que con- siste na fórmula A1 ou A2; de 15 a 45% em peso de unidades de repetição de monômero de óxido de alquileno polimerizável B; e de 0 a 30% em peso de unidades de repetição de outros monômeros polimerizáveis por radical livre do que outros monômeros A1, A2 e B.

20. Uso de um aditivo de poliamina diluível em água, caracteri- zado pelo fato de ser para conferir resistência à água a uma composição de revestimento, em que a composição de revestimento compreende uma disper- são de polímero anionicamente estabilizada, em que a dita poliamina diluível em água compreende unidades de repetição do produto de polimerização de monômeros insaturados, em que a) cerca de 30 a 90% em peso de unidades de repetição são de um monômero de amina terciária polimerizável por radical livre selecionado a partir do grupo que consiste nas fórmulas A1 e A2 Fórmula A1 e Fórmula A2 em que Ra é O ou NRk, Rb é um C1 a C6 alquileno, Re é uma C1- C4 alquila, Rf é uma C1-C4 alquila, Rg é H ou metila ou etila e Rh é H ou metila ou etila, Rk é H, um grupo C1-C4 alquila ou um grupo C1-C4 acila, A' é homo- polímero ou copolímero poli(oxi-C2H4 e/ou C3H6 alquileno) de peso molecular numérico médio de 88 a 348 g/mol, m é 2 ou 3, Ri é selecionado a partir de um grupo que inclui hidrogênio, grupo fenila, grupo benzila e um grupo C1-C12 alquila se não for desejado diretamente que Rj forme um grupo alquileno, Rj é selecionado a partir de um grupo que compreende hidrogênio, um grupo C1-C4 alquila, se o mesmo não estiver ligado diretamente a Ri e, opcionalmente, Ri e Rj, em conjunto, podem estar covalentemente ligados um ao outro para formar um grupo C4 ou C5 alquileno que forma um anel de cinco ou 6 membros com o átomo de C ao qual estão ligados, com b) cerca de 10 a 60% em peso de unidades de repetição são de monômero de óxido de alquileno polimerizável B da fórmula

B em que Rp é um óxido de polialquileno de peso molecular nu- mérico médio de cerca de 88 a cerca de 1.200, mais desejável, de cerca de 132 a 1.100, em que o dito óxido de polialquileno tem 2 ou 3 ou 4 carbonos por grupo alquileno (mais desejavelmente, pelo menos 90% em peso dos grupos de óxido de alquileno são óxido de etileno), Rq é H ou grupo C1-C5 alquileno e, mais preferencialmente, metila ou etila; e Rr é H ou metila ou etila; e c) cerca de 0 a cerca de 60% em peso de unidades de repetição são de outros monômeros polimerizáveis por radical livre além de A1, A2 e B, e em que a dita poliamina confere à dita composição de revesti- mento resistência à água antes da formação do filme pela dita composição de revestimento, incluindo o dito aditivo de poliamina na dita composição de re- vestimento e homogeneizando a poliamina na dita composição de revestimento.

21. Uso de um aditivo de poliamina diluível em água de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a dita composição de revestimento tem um pH de 9,5 ou superior quando a dita poliamina está inclu- ída na dita composição de revestimento.

22. Método para aperfeiçoar o desenvolvimento de resistência à água em uma composição de revestimento formada em um filme sobre um substrato, o dito método sendo caracterizado pelo fato de que compreende in- corporar uma poliamina diluível em água na dita composição de revestimento antes de formar o dito filme e enquanto a composição de revestimento tem um pH de 9,5 ou superior, em seguida, mantendo o pH da dita composição de re- vestimento em pH 9,5 ou superior até que a dita composição de revestimento seja formada em um filme sobre um substrato, e após formar um filme sobre um substrato, permitir que o pH do dito filme sobre o dito substrato caia abaixo de pH 9 por volatilização de um ou mais componentes básicos de pH da dita composição de revestimento; em que a composição de revestimento compre- ende uma dispersão de polímero estabilizada anionicamente; em que a dita po- liamina diluível em água compreende unidades de repetição do produto de po- limerização de monômeros insaturados, em que a) cerca de 30 a 90% em peso de unidades de repetição são de um monômero de amina terciária polimerizável por radical livre selecionado a partir do grupo que consiste nas fórmulas A1 e A2

Fórmula A1 e

Fórmula A2 em que Ra é O ou NRk, Rb é um C1 a C6 alquileno, Re é uma C1- C4 alquila, Rf é uma C1-C4 alquila, Rg é H ou metila ou etila e Rh é H ou metila ou etila, Rk é H, um grupo C1-C4 alquila ou um grupo C1-C4 acila, A' é homo- polímero ou copolímero poli(oxi-C2H4 e/ou C3H6 alquileno) de peso molecular numérico médio de 88 a 348 g/mol, m é 2 ou 3, Ri é selecionado a partir de um grupo que inclui hidrogênio, grupo fenila, grupo benzila e um grupo C1-C12 alquila se não for desejado diretamente que Rj forme um grupo alquileno, Rj é selecionado a partir de um grupo que compreende hidrogênio, um grupo C1-C4 alquila, se o mesmo não estiver ligado diretamente a Ri e, opcionalmente, Ri e Rj, em conjunto, podem estar covalentemente ligados um ao outro para formar um grupo C4 ou C5 alquileno que forma um anel de cinco ou 6 membros com o átomo de C ao qual estão ligados, com b) cerca de 10 a 60% em peso de unidades de repetição são de monômero de óxido de alquileno polimerizável B da fórmula

B em que Rp é um óxido de polialquileno de peso molecular nu- mérico médio de cerca de 88 a cerca de 1.200, mais desejável, de cerca de 132 a 1.100, em que o dito óxido de polialquileno tem 2 ou 3 ou 4 carbonos por grupo alquileno (mais desejavelmente, pelo menos 90% em peso dos grupos de óxido de alquileno são óxido de etileno), Rq é H ou grupo C1-C5 alquileno e, mais preferencialmente, metila ou etila; e Rr é H ou metila ou etila; e cerca de 0 a cerca de 60% em peso de unidades de repetição são de outros monômeros polimerizáveis por radical livre do que outros monôme- ros A1, A2 e B.