BRPI0411462B1

BRPI0411462B1 - Composições de revestimento de alta estrutura transportada por água

Info

Publication number: BRPI0411462B1
Application number: BRPI0411462-0A
Authority: BR
Inventors: Jean M Dukles; Heather A Kalina; Lynn O Sabo; Elmer D Luke
Original assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2015-02-18
Also published as: EP1633821A1; WO2004113460A1; CA2528939A1; BRPI0411462A; US20050009937A1; MXPA05013784A; AR044710A1; EP1633821B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSIÇÕES DE REVESTIMENTO DE ALTA ESTRUTURA TRANSPORTADA POR ÁGUA".

Referência Cruzada ao Pedido de Patente Relacionado Este pedido de patente reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. N° 60/478,949, depositado em 16 de junho de 2003.

Antecedentes A presente invenção refere-se ao acabamento de paredes secas para um acabamento liso, uniforme, que é um processo dispendioso em trabalho e em tempo. Os processos de parede seca atuais envolvem 3-4 dias, durante os quais aplicações consecutivas de composto de parede seca são aplicadas à parede, para obter uma superfície de parede uniforme, capaz de receber um revestimento, proporcionando uma aparência estética aceitável. Os atuais tintas de base/agentes de superfície de alta estrutura apenas disfarçam defeitos de superfície muito pequenos e ainda precisam ser usados sobre substratos bastante uniformes. O trabalho prévio de Tampio US5620509 ilustra o uso de fibras e desespumantes para a finalidade de absorção de som usando a fibra como único material de enchimento. Um segundo trabalho por Rothfelder et ai., US3839059 demonstra o uso de fibras nos revestimentos de retardamento de chamas, usando fibras celulósicas grandes. A presente invenção distingue-se desses trabalhos prévios, tanto em propósito como em composição, sendo que o primeiro usa apenas fibras como material de enchimento, enquanto a invenção pode usar muitos pigmentos de enchimento comuns, em conjunto com as fibras, e sendo que o último usa fibras de um tamanho 3-10 vezes maior do que na presente invenção. É um objetivo desta invenção pôr à disposição uma composição de revestimento de alta estrutura, com capacidades aperfeiçoadas de encobrimento e enchimento, que funciona como uma tinta de base para a parede seca, desse modo, economizando tempo e trabalho na preparação da parede seca. A composição de revestimento desta invenção compreende fibras hidrofílicas e/ou pelo menos um estimulador de espuma e pelo menos um estabilizador de espuma. A composição preferida usa fibras, estimulador de espuma e estabilizador de espuma. Outro objetivo desta invenção é pôr à disposição uma composição de revestimento nova, sem a presença de um desespu-mante.

Sumário da Invenção De acordo com esta invenção, é posta à disposição uma composição de revestimento transportada por água, resistente a afundamento e retração, que compreende fibras hidrofílicas, pelo menos um estimulador de espuma, e pelo menos um estabilizador de espuma. A composição de revestimento compreende entre aproximadamente 1% em peso e 5% em peso de fibras hidrofílicas; entre aproximadamente 0,1 em peso e 1,0% em peso de pelo menos um estimulador de espuma; e entre aproximadamente 0,05% em peso e 0,5% em peso de pelo menos um estabilizador de espuma. As fibras hidrofílicas podem ser fibras de celulose, com um tamanho de partícula de entre aproximadamente 10 micrômetros a aproximadamente 50 micrôme-tros, e um diâmetro de partícula de entre aproximadamente 5 micrômetros a aproximadamente 25 micrômetros. Pelo menos um estimulador de espuma é, geralmente, um tensoativo aniônico, e o pelo menos um estabilizador de espuma e, geralmente, um tensoativo não-iônico. A composição de revestimento pode compreender, ainda, um espessante associativo, tal como um espessante inchável em álea li e/ou um espessante celulósico Descrição da Invenção Composições de revestimento transportadas por água de acordo com esta invenção compreendem fibras hidrofílicas, pelo menos um estimulador de espuma e pelo menos um estabilizador de espuma. O uso dessas fibras hidrofílicas estimula a retenção de mais ar, para aperfeiçoar a resistência à retração do revestimento e também contribuir para uma reologia de revestimento excepcional.

Foi descoberto que a adição de uma pequena quantidade de estimulador de espuma e estabilizador de espuma, na ausência de deses-pumante, a composições de revestimento que compreendem fibras hidrofíli- cas, aperfeiçoa significativamente o comportamento de encobrimento (de imperfeições do substrato) de composições de pintura. O estimulador de espuma e o estabilizador de espuma agem para produzir uma microespuma estável, produzida através da estabilização do tensoativo. A microespuma estável produz uma formação de filme mais alta e maior resistência à retração, em comparação com formulações de látex (ou transportadas por água) convencionais. A espuma é gerada através de mistura no processo de fabricação. Depois da aplicação, as bolsas de ar são suficientemente estáveis para serem mantidas até que a pintura esteja seca. Essas bolsas fornecem estrutura, encobrimento e resistência à retração. O efeito sinérgico das fibras hidrofílicas com estimulador de espuma e estabilizador de espuma dá os resultados ótimos desta invenção. Fibras hidrofílicas, quando usadas em combinação com o estimulador de espuma e o estabilizador de espuma, fornece mais estrutura ao revestimento, que apresenta um aperfeiçoamento significativo em encobrir defeitos de superfície, em relação ao uso de estimulador de espuma e estabilizador de espuma, sozinhos. A escolha das fibras hidrofílicas da composição desta invenção pode ser otimizada, dependendo da natureza do substrato ou do método de aplicação. As fibras hidrofílicas podem incluir, mas não estão limitadas a, fibras de celulose, por exemplo, polpa mecânica, polpa química, polpa semi-química, polpa digerida, tal como obtida de madeira; e fibras de celulose artificiais. O comprimento médio das fibras é, em geral, de entre aproximadamente 20 micrômetros e aproximadamente 40 micrômetros, e fibras apropriadas podem variar de 10 micrômetros e 50 micrômetros. Se o comprimento de fibra médio das fibras for de menos de 10 micrômetros, no entanto, os resultados vantajosos dos efeitos de encobrimento desta invenção podem não ser realizados.

Também, com relação ao comprimento e tamanho das fibras, por exemplo, composições ótimas para a aplicação de uma camada ou duas camadas por aplicação por pulverização, preferivelmente, mas não limitada a pulverização sem ar, podem ser obtidas usando quantidades de aproxima- damente 1 por cento em peso a aproximadamente 5 por cento em peso de fibras hidrofílicas, com comprimentos de fibra médios de 30 micrômetros e diâmetro de fibra médio de aproximadamente 18-20 micrômetros. A aplicação da composição desta invenção por meio de distribuição por pulverização torna possível aplicar facilmente uma ou mais camadas da composição sobre superfícies irregulares ou curvadas, com uma camada de revestimento seco de aproximadamente 0,002 cm a 0,203 cm (1 mil a 80 mils) de estrutura de filme úmido, preferivelmente, 0,003 - 0,102 cm (20 - 40 mils) de polegada úmidos, sem qualquer retração.

Os tipos e quantidades específicos de estimuladores de espuma e estabilizadores de espuma podem variar de acordo com a formulação de revestimento específica. De acordo com esta invenção, o estimulador de espuma desta invenção é um tensoativo aniônico. Estimuladores de espuma apropriados podem incluir lauril sulfato de sódio, lauril sulfato de potássio, lauril sulfato de amônio e outros. O estabilizador de espuma desta invenção é um tensoativo não-iônico, tal como alcanolamidas graxas, que odem ser formadas pela reação de alcanolaminas e ácidos graxos. Alcanolamidas graxas são conhecidas por estabilizar a ação de espumação de outros tensoativos. Exemplos de alcanolamidas graxas incluem dietanolamida de ácido graxo de óleo de tall, dietanolamida de ácido láurico, dietanolamida de coco e monoetanolamida de ácido oléico, ou outras alcanolamidas de ácido graxo, derivados de mo-noetanolamina e dietanolamina, e outros. Por exemplo, uma alcanolamida graxa disponível comercialmente é Witcamide 128T, dietanolamida de coco (contém 6% de dietanolamina), obtenível de Akzo Nobel Industrial Specialti-es de Chicago, Illinois. A composição de revestimento desta invenção compreende a-proximadamente 1% a aproximadamente 5% em peso de fibras hidrofílicas, aproximadamente 0,1% a aproximadamente 1% de pelo menos um estimulador de espuma, e aproximadamente 0,05% a aproximadamente 0,5% em peso de pelo menos um estabilizador de espuma. Além dos ingredientes acima, as composições desta invenção podem conter quaisquer outros com- ponentes, em geral presentes em composições de revestimento.

Componentes adicionais, tal como o uso de modificadores de reologia, também pode aperfeiçoar grandemente o desempenho do revestimento. Ajustes à reologia, que utilizam espessantes associativos, tal como espessantes incháveis em álcali ou espessantes celulósicos, por exemplo, para produzir um perfil mais tixotrópico ajudam na estabilidade da espuma e resistência à retração do produto final, enquanto a pintura seca. Exemplos de espessantes associativos incluem, mas não estão limitados a, copolíme-ros acrílicos solúveis em álcali, modificados hidrofobicamente (por exemplo, Acrysol TT935 de Rohm & Haas, Filadélfia, PA) e/ou espessantes celulósicos, tal como hidroxietilcelulose, hidróxipropilcelulose, carboximetilcelulose etc. (por exemplo, Cellosize ER-52000 de Union Carbide, Danbury, CT). Esses espessantes são tipicamente usados para controlar a viscosidade para aplicação aperfeiçoada por escova, rolo ou pulverização. Os espessantes também podem ajudar a reter a espuma e possibilitam uma alta formação de filme, sem afundamento. O nível do espessante está presente em uma quantidade eficaz para manter a composição de revestimento como um filme resistente a afundamento.

Para aplicações por pulverização sem ar, também é desejável que a composição de revestimento compreenda microesferas de vidro, que ajudam na passagem pela bomba. As microesferas podem variar de aproximadamente 15 micrômetros a aproximadamente 70 micrômetros, com um tamanho médio de aproximadamente 40 micrômetros para aplicação por pulverização sem ar. As microesferas têm, tipicamente, uma resistência ao es-magamento de pelo menos 41,37 MPa (6000 psi), para evitar que as mesmas se quebrem durante a pulverização sem ar. Um exemplo dessa microesfera é a Scotchlite K-46 de 3M Corporation, St. Paul, Minnesota, 55144-1000. EXEMPLOS

Em geral, as composições de espuma e fibra desta invenção podem ser preparadas em um misturador carregado de acordo com a formulação dada na Tabela I. As figuras percentuais são dadas como por cento em peso. TABELA I Fórmula Geral Matéria prima Âmbito de Composição, % em peso Emulsão polimérica 18-24 Água 22 - 51 Umectante 0-5 Agente anti-sedimentação 0-1 Agentes de dispersão 0,1-2 Microbicida 0 - 0,1 Estimulador de espuma 0,1-0,5 Estabilizador de espuma 0,05-0,5 Pigmento branco 0-10 Materiais de enchimento/Diluentes 30 - 40 Adjuvantes de coalescência 0-4 Fibras hidrofílicas 1-5 Microesferas de vidro 0-2 Espessante inchável em álcali 0,5 - 2 Espessante celulósico 0,1-0,8 Tamponador 0 - 0,3 EXEMPLO 1 O Exemplo 1 é uma formação de látex que compreende fibras hidrofílicas, um estimulador de espuma e um estabilizador de espuma. A preparação de pintura de látex de alta estrutura é preparada adicionando aproximadamente 0,34% em peso de lauríl sulfato de sódio ativo de 30% (estimulador de espuma) e aproximadamente 0,10% em peso de Witcamide 128T (dietanolamida de coco, estabilizador de espuma) de acordo com a seguinte formulação: Matéria prima % em peso Vinil acrílico/emulsão acrílica 21,63 Água 27,43 Etilenoglicol 2,40 Argila de atapulgita 2,40 ΤΚΡΡ 0,19 Agente de dispersão aniônico 0,94 (TAMOL 850, 30% ativo) Proxel GXL 0,05 Lauril sulfato de sódio, 30% ativo 0,34 Witcamide 128T 0,10 Dióxido de titânio 4,72 Mica 4,72 Carbonato de cálcio 30,05 Texanol 1,16 Dalpad A 0,77 Fibra de celulose, 30 micrômetros 2,40 Microesferas de vidro, 40 micrômetros 0,52 Acrysol TT-935 1,06 Cellosize ER-5200 0,58 Amônia 0,17 A composição de acordo com o Exemplo 1 pode ser aplicada usando equipamento de pulverização sem ar, rolos ou escovas, ou qualquer outra técnica que aplique um revestimento suficientemente espesso na superfície, para encobrir defeitos de superfície. Em geral, revestimentos de até aproximadamente 0,203 cm (80 mils) a úmido não apresentam nenhum a-fundamento e são mais resistentes à retração do que um revestimento de látex convencional. A composição do Exemplo I foi aplicada a papel desprendível. A aplicação é realizada em uma camada, com um lançamento total de 0,060 cm (24 mils) a úmido. A retração percentual é de 50%, tal como determinado usando um micrômetro. EXEMPLO 2 Formulação de látex, apenas com fibras hidrofílicas O Exemplo 2 é uma formulação de látex que compreende fibras hidrofílicas e também compreende um desespumante, mas sem um estimu-lador de espuma ou um estabilizador de espuma. A preparação de pintura de látex de alta estrutura é obtida adicionando aproximadamente 2,4% em peso de ARBOCEL®BE 600-30, uma fibra de celulose por J. Rettenmaier USA LP, com um comprimento médio de 30 micrômetros e um diâmetro de fibra médio de 18-20 micrômetros.

Matéria prima % em peso Vinil acrílico/emulsão acrílica 21,66 Água 26,91 Etilenoglicol 2,41 Argila de atapulguita 0,77 TKPP 0,19 Agente de dispersão aniônico 0,95 (TAMOL 850, 30% ativo) Proxel GXL 0,05 Lauril sulfato de sódio, 30% ativo 0 Witcamide 128T 0 Dióxido de titânio 4,73 Mica 4,73 Carbonato de cálcio 30,08 Texanol 1,16 Dalpad A 0,77 Fibra de celulose, 30 micrômetros 2,41 Microesferas de vidro, 40 micrômetros 0,52 Acrysol TT-935 1,07 Cellosize ER-5200 0,58 Amônia 0,15 Desespumante 0,86 A composição é aplicada a papel desprendível. A aplicação é realizada em uma camada, com um lançamento total de 0,063 cm (25 mils). A retração percentual é de 54%, tal como determinada usando um micrôme-tro. EXEMPLO 3 Formulação de látex, apenas com estimulador de espuma e estabilizador de espuma. O Exemplo 3 é uma formulação de látex com estimulador de espuma e estabilizador de espuma, mas sem desespumante ou fibras. A preparação de pintura de látex de alta estrutura é preparada adicionando aproximadamente 0,34% em peso de lauril sulfato de sódio 30% ativo (estimulador de espuma) e aproximadamente 10% em base de Witcamide 128T (die-tanolamida de coco, um estabilizador de espuma).

Claims

1. Composição de revestimento de alta estrutura transportada por água, caracterizada pelo fato de que compreende: (a) entre 1% em peso e 5% em peso, com base no peso total da composição de revestimento, de fibras hidrofílicas; (b) entre 0,1% em peso e 1,0% em peso, com base no peso total da composição de revestimento, de pelo menos um estimulador de espuma; (c) entre 0,05% em peso e 0,5% em peso, com base no peso total da composição de revestimento, de pelo menos um estabilizador de espuma, em que a composição de revestimento é resistente a afundamento e a retração e em que as fibras hidrofílicas têm um tamanho de partícula de 10 mi-crômetros a 50 micrômetros e um diâmetro de partícula de 5 micrômetros a 25 micrômetros, em que são adicionados pigmentos juntamente com as fibras hidrofílicas.

2. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que não há desespumante presente.

3. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as fibras hidrofílicas são fibras de celulose.

4. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o estimulador de espuma é um tensoativo aniônico.

5. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o estimulador de espuma é escolhido do grupo que consiste em lauril sulfato de sódio, lauril sulfato de potássio, lauril sulfato de amônio.

6. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o estabilizador de espuma é um tensoativo não-iônico.

7. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o estabilizador de espuma é uma alcanolamida graxa.

8. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o estabilizador de espuma é dietanolamida de ácido láurico, dietanolamida de coco, e monoeta-nolamida de ácido oléico, ou outras alcanolamidas de ácido graxo, derivadas de monoetnolamina e dietanolamina.

9. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um espessante associativo.

10. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o espessante é um espessante inchável em álcali.

11. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um espessante celulósico.

12. Composição de revestimento transportada por água de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda microesferas de vidro.