BRPI0614046A2

BRPI0614046A2 - dispersões corantes de fase gel para composições de revestimento

Info

Publication number: BRPI0614046A2
Application number: BRPI0614046-7A
Authority: BR
Inventors: Paul M Kayima; James M Cameron
Original assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2011-03-09
Also published as: CA2611494C; WO2006138685A2; CA2611494A1; US20060282959A1; MX2007016135A; WO2006138685A3; EP1891173A2

Abstract

DISPERSõES CORANTES DE FASE GEL PARA COMPOSIçõES DE REVESTIMENTO. A presente invenção refere-se a uma nova dispersão corante de fase gel compreendendo (a) um corante de fase gel compreendendo o pro- duto de reação de (1) um componente material reativo, (2) um corante reativo, e (3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formarem uma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e (b) um meio de dispersão, em que o meio de dispersão pode ser uma dispersão baseada não-aquosa ou aquosa. A dispersão corante de fase gel desta invenção então pode ser misturada ou combinada com típicos materiais de revestimento. Esta invenção é também direcionada a um processo de prepa- ração de composições de revestimento compreendendo uma fase ligante de uma dispersão baseada não-aquosa ou aquosa e uma dispersão corante de fase gel.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPER-SÕES CORANTES DE FASE GEL PARA COMPOSIÇÕES DE REVESTIMENTO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO DE PATENTE RELACIONADO

Este pedido reivindica o benefício de pedido de patente provisó-rio 60/692 032 depositado em 17 de junho de 2005, a totalidade do qual éaqui incorporada por referência.

A presente invenção é um corante de fase gel compreendendo(a) um produto de reação de: (1) um componente material reativo, (2) umcorante reativo, e (3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de for-marem uma ligação com o componente material reativo e o corante reativo.A presente invenção é também uma nova dispersão corante fase gel com-preendendo (a) um corante de fase gel compreendendo o produto de reaçãode (1) um componente material reativo, (2) um corante reativo, e (3) um reti-culador tendo grupos reativos capazes de formarem uma ligação com ocomponente material reativo e o corante reativo; e (b) um meio de dispersão,onde o meio de dispersão pode ser uma dispersão aquosa ou não-aquosa. Adispersão corante de fase gel desta invenção então pode ser misturada oucombinada com típicos materiais de revestimento. Esta invenção é tambémdirecionada a um processo de preparação de composições de revestimentocompreendendo uma fase Iigante de uma dispersão baseada não-aquosa ouaquosa e uma dispersão corante de fase gel, e em particular, um processocompreendendo as etapas de (1) preparação de pelo menos uma dispersãocorante de fase gel compreendendo um corante de fase gel compreendendoum produto de reação de (a) um componente material reativo; (b) um coran-te reativo e (c) um reticulador, disperso em um meio de dispersão; e (2) mis-tura ou combinação de dispersão corante de fase gel com materiais de re-vestimento típicos. A composição de revestimento também pode compreen-der uma ou mais dispersões corantes de fase gel independentes. Esta in-venção é também direcionada a um processo para obtenção de um padrãode acabamento falso multicolor sobre uma superfície utilizando uma compo-sição de revestimento multifases de uma embalagem baseada em dispersãocorante de fase gel.

Esta invenção também é direcionada a um sistema de revesti-mento de duas camadas compreendendo um revestimento superior e umrevestimento inferior, onde o revestimento superior é uma composição derevestimento compreendendo uma dispersão corante de fase gel compreen-dendo (a) um corante de fase gel compreendendo (1) um componente mate-rial reativo, (2) um corante reativo, e (3) um reticulador tendo grupos reativoscapazes de formarem uma ligação com o componente material reativo e ocorante reativo; e (b) um meio de dispersão; e onde o revestimento inferior éuma composição de revestimento transportada em água compreendendo umou mais pigmentos altamente absorventes de água.

A figura 1 é uma representação gráfica mostrando os estágiosda dispersão corante de fase gel através da composição de revestimento deacordo com a invenção.

A figura 2 é uma representação gráfica mostrando o revestimen-to de dispersão corante de fase gel no estado líquido.

A figura 3 é uma representação gráfica do revestimento de dis-persão corante de fase gel desta invenção antes e após impressão com apli-cador.

A figura 4 é uma representação gráfica de uma seção transversado revestimento sobre um substrato antes e após uma impressão com apli-cador.

Embora a presente invenção tenha sido ilustrada através dedescrição de suas modalidades, e embora as modalidades tenham sido des-critas em consideráveis detalhes, não é intenção dos requerentes restringirou de qualquer maneira limitar o escopo das reivindicações apostas a taisdetalhes. Adicionais vantagens e modificações serão facilmente visíveis paraaqueles versados na técnica. Por isso, a invenção, em seus aspectos maisamplos, não é limitada aos específicos detalhes, a aparelhagem representa-tiva, e exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Da mesma maneira, po-dem ser feitas partidas de tais detalhes sem se fugir do espírito ou escopodo conceito inventivo genérico do requerente.De acordo com esta invenção, as dispersões corantes de fasegel compreendem um corante de fase gel compreendendo um produto dereação de (1) um componente material reativo, particularmente aqueles ten-do hidrogênio ativo tais como funcionalidade hidróxi ou amina; (2) um coran-te reativo, disperso em meio de dispersão; e (3) um reticulador, tendo gruposreativos capazes de formarem uma ligação com o componente material rea-tivo e um corante reativo. O meio de dispersão pode compreender soluçõesou emulsões baseadas não-aquosas ou aquosas. As partículas corantes defase gel resultantes destas reações têm uma alta afinidade para o meio Ii-quido (que pode ser aquoso ou não-aquoso) no qual elas são dispersas eem todos os momentos são estáveis ali. A dispersão corante de fase gelcompreende partículas de cor corante de fase gel discretas de tamanho sufi-ciente para serem facilmente visíveis e produzem um desejável contraste decor para o olho nu. As partículas corantes de fase gel podem ser dispersasem um meio aquoso ou não-aquoso de uma cor idêntica ou diferente daque-la do corante de fase gel. Tais partículas corantes de fase gel provêm o de-sejável contraste de cor e são facilmente visíveis para produção de um pro-duto acabado falso, que é um objetivo da invenção. As partículas corantesde fase gel são de resistência tal que elas não deformam ou mudam de for-ma através da força de cisalhamento imposta quando a composição de re-vestimento é misturada, agitada, ou aplicada a um desejado substrato atra-vés de uma escova, rolo, pulverizador, ou outros meios de aplicação típicos.

O componente material reativo desta invenção pode incluir com-postos tendo hidrogênio ativo, compostos epóxi, compostos carbóxi, e simi-lares.

De acordo com esta invenção, um desejado agente de reticula-ção é qualquer composto tendo grupos reativos que reagirão com (1) osgrupos reativos do componente material reativo e (2) o corante reativo. Umavez que uma função do agente de reticulação é ligar o corante reativo aocomponente material reativo, o agente de reticulação deve ter pelo menosdois grupos reativos distintos - um que pode reagir com o corante, enquantoo outro reage com o componente material reativo. Os grupos reativos distin-tos podem ser grupos idênticos ou diferentes. Por exemplo, um tipo de grupofuncional pode reagir preferivelmente com o corante enquanto um diferentegrupo funcional pode reagir preferivelmente com o componente material rea-tivo. Uma molécula de agente de reticulação também pode incluir uma multi-plicidade de grupos reativos para reação com o corante e o componente ma-terial reativo. Muitos agentes de reticulação úteis incluem isocianatos e polii-socianatos, que têm um multiplicidade de sítios para reação com os corantesou o componente material reativo.

Na prática do processo da presente invenção, um corante defase gel é fabricado através de combinação de componente material reativo,agente de reticulação e corante reativo juntos e então reagindo (ou deixandoreagir) sob condições apropriadas para formação de um corante de fase gel."Condições apropriadas" são aquelas condições requeridas para causaremreação do agente de reticulação com o componente material reativo e o co-rante reativo. Por exemplo, ilustrativo de um corante de fase gel aquoso a-propriado para esta invenção inclui o uso de poliéster polióis (como Piothane70-1000 HAI ou Piothane 70-500, ambos disponíveis comercialmente de Pa-nolam Industries International, Inc., Auburn, Maine) como o componente ma-terial reativo; isocianatos (como Desmodur N3600 comercialmente disponí-vel de Bayer Corporation, Pittsburgh, Pennsylvania) como o reticulador. Co-rantes reativos contemplados por esta invenção incluem Blend-A-Color (co-mercialmente disponível de Degussa Corporation of Parsippany, New Jer-sey), que pode ser usado sozinho ou em combinação com outros corantes.

Um componente corante reativo está presente em um corante em fase gelem uma quantidade que pode variar de quantidade em traços a cerca de 50por cento em peso ou mais, baseado no peso do corante de fase gel. Oscomponentes acima podem ser aquecidos, ou meramente deixados temposuficiente em temperatura ambiente para produção de desejada reação.Condições apropriadas (para reação) e quantidades relativas de cada com-ponente material reativo escolhido, corante reativo e agente de reticulaçãosão ditadas pelo caráter químico de tais componentes e a presença ou au-sência de catalisadores, e serão visíveis para aqueles versados na técnica.O corante de fase gel é então disperso em um meio aquoso ounão-aquoso para produzir a desejada dispersão corante de fase gel. O modode dispersão que pode incluir, mas não é limitado a, agitação, sacudir, mistu-ra com uma lâmina, moagem, e sonificação, determina o tamanho e formadas partículas corantes de fase gel. O peso do corante(s) de fase gel podetotalizar até cerca de 50 por cento em peso, baseado no peso total da dis-persão de fase gel. A composição de revestimento desta invenção podecompreender uma ou mais dispersões de corante gel independentes, ondecada uma das ditas dispersões de corante gel, se aquosas ou não-aquosas,contém um diferente corante de modo a prover distribuição mais randômicade entidades corantes.

Em adição ao componente de dispersão corante de fase gel, acomposição de revestimento da invenção também pode compreender umadispersão ou emulsão aquosa ou não-aquosa. Exemplos de dispersões ba-seadas aquosas incluem, mas não são limitados a, água, emulsões de látex,dispersões de poliuretano, emulsões, dispersões e soluções alquida basea-das em água (ou alquidas modificadas com acrílico, uretano ou estireno);dispersões e soluções acrílicas baseadas em água. A título de exemplo, al-guns látex úteis para esta invenção incluem, mas não são limitados a, Joncr-yl SCX2577 (comercialmente disponível de S.C. Johnson, Racine, Wiscon-sin), UCAR 471 ou UCAR 461 (ambos comercialmente disponíveis de DowChemical), estireno - acrílico, e SG-10 (comercialmente disponível de Rohm& Haas Company). A composição de revestimento pode ser facilmente for-mulada através de combinação de uma ou mais dispersões corantes de fasegel com típicos materiais brutos como necessário para obter desejada apli-cação, estabilidade, aparência, e propriedades de performance. Estes inclu-em materiais tais como água, agentes coalescentes, umectantes, co-ligante,pastas de pigmentos, corantes, modificadores de reologia, aminas, mildici-das e biocidas. Resultados de aparência desejáveis são obtidos quando oteor de sólidos de corante de fase gel na formulação de revestimento estáacima de um valor crítico, tipicamente cerca de 15% em peso. O efeito deaparência pode tornar-se diminuído quando o teor de corante de fase gel cai.Preferivelmente1 melhores padrões se desenvolvem quando há uma diferen-ça discernível entre o corante de fase gel e cores diluídas.

A dispersão corante de fase gel está presente na composição derevestimento em uma quantidade de até 95 por cento em peso, e preferivel-mente em uma quantidade entre cerca de 65-90 por cento em peso, basea-do no peso total de composição de revestimento.

A forma, tamanho e cor das partículas corantes de fase gel, eportanto a dispersão e aparência estética e integridade do filme de revesti-mento final podem depender das seguintes variáveis:

a) composição do corante de fase gel (tipo e razões de re-age ntes);

b) extensão da reação de reticulação antes de dispersão;

c) quantidade de energia de dispersão mecânica;

d) composição, cor, e opacidade do meio de dispersão; e

e) razão do corante de fase gel para o meio de dispersão.

Assim, tais variáveis podem ser da mesma maneira variadaspara obter um desejado efeito.

Uma outra modalidade desta invenção é um sistema de revesti-mento de duas camadas compreendendo um revestimento superior, onde orevestimento superior é uma dispersão transportada em água compreen-dendo a dispersão corante de fase gel, e um revestimento inferior, onde orevestimento inferior compreende um pigmento altamente absorvedor deágua. O revestimento inferior desta invenção deve ter uma concentração emvolume de pelo menos 55, e pode estar entre 55 e 80 ou entre 65 a 75. O25 pigmento utilizado no revestimento inferior pode ser qualquer pigmento alta-mente absorvedor de água que seja insolúvel em água, incluindo a título deexemplo não-limitante, silicato de alumínio e carbonato de cálcio. O revesti-mento inferior pode ser formulado através de adição de seguintes ingredien-tes sob agitação suave.30 O sistema de revestimento de duas camadas é aplicado para

obter um revestimento de tons múltiplos sobre uma superfície de um subs-trato através de:a. aplicação de um revestimento inferior, onde o revesti-mento inferior é um revestimento transportado em água compreendendo umou mais pigmentos altamente absorventes de água;

b. aplicação de um revestimento superior acima de reves-timento inferior onde o revestimento superior compreende uma dispersãocorante de fase gel compreendendo um corante de fase gel compreendendo(a) um produto de reação de: (1) um componente material reativo, (2) umcorante reativo, e (3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de for-mação de uma ligação com o componente material reativo e o corante reati-vo; e (b) um meio de dispersão.

O revestimento inferior e/ou revestimento superior podem seraplicados à superfície usando escova, escorrimento, rolo, aplicação de es-pargimento, ou qualquer outro processo da técnica, e deixados secar.

A presente invenção tem a especial vantagem de obter diferen-tes efeitos e padrões desejáveis multicores. As composições de revestimen-to desta invenção podem ser aplicadas essencialmente a qualquer superfícieque seja suscetível a convencionais técnicas de revestimento, através deespargimento, rolo, escova, ou outros aplicadores. Padrões impressionantespodem ser fabricados utilizando uma variedade de aplicadores. Quando acomposição de revestimento colorida é aplicada multidirecionalmente usan-do um aplicador provendo um resultado texturizado, o revestimento desen-volve um padrão randômico no qual áreas de espessura de filme variávelmostram tons de cores variáveis e brilho. Quando o revestimento é aplicado,o corante de fase gel é preferivelmente depositado - impresso sobre a su-perfície de substrato, resultando em formação de camadas ou estratificaçãoda cor de fase gel e a cor matiz da fase emulsão. Como uma conseqüência,em um revestimento texturizado, as regiões mais finas do revestimento mos-tram mais da cor de fase gel, enquanto as áreas mais espessas exibem maisda cor matiz. Assim, padrões falsos compreendendo domínios distribuídosrandomicamente de duas ou mais cores e quaisquer combinações de coresdestas cores pode ser feita.

EXEMPLO 1O seguinte exemplo ilustra a preparação de uma dispersão co-rante de fase gel desta invenção. Uma mistura homogênea de Piothane 70-1000 HAI1 corante verde Colortrend 802/803, e Desmodur N 3600 é prepa-rada e deixada equilibrar para uma temperatura de 21,1°C (70QF) antes decatalisador dilaurato de dibutil estanho ser adicionado e deixado misturar em100 rpm usando uma lâmina de misturar. Após 5 minutos, agitação é inter-rompida e o látex é adicionado em cima da mistura de reação. Após 40 mi-nutos de adição de catalisador dilaurato de dibutil estanho, a mistura é reini-ciada em 400 rpm e deixada continuar por outra 1 hora resultando em umproduto dispersão corante de fase gel verde.

COMPOSIÇÃO CORANTE DE FASE GEL

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Para formar a dispersão corante de fase gel, o corante de fasegel acima pode ser disperso em 630 partes de emulsão de látex estireno -acrílico SC Johnson Joncryl SCX-2577.

EXEMPLOS 2 E 3

Os seguintes exemplos ilustram uma formulação de revestimen-to superior utilizando duas dispersões corantes de fase gel de cores diferentes.

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EXEMPLO 3

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As formulações acima são matizadas com corantes na faixa de56,7-113,4 gramas (2-4 onças) de corante por 3,8 L (galão), provendo umacor contrastante para a pérola na formulação. Quando estas formulaçõessão aplicadas separadamente ao revestimento inferior descrito na invençãousando uma variedade de técnicas de aplicação, uma aparência de filme detons múltiplos resulta que é ambas, única e agradável como um revestimen-to estético.EXEMPLO 4

O seguinte exemplo ilustra uma formulação de revestimento infe-rior que pode ser fabricada de acordo com esta invenção._

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Claims

1. Dispersão corante de fase gel compreendendo um corante defase gel compreendendo:(a) um produto de reação de:(1) um componente material reativo,(2) um corante reativo, e(3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(b) um meio de dispersão.

2. Composição de revestimento compreendendo:(a) uma dispersão corante de fase gel compreendendo um co-rante de fase gel compreendendo um produto de reação de:(1) um componente material reativo,(2) um corante reativo, e(3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(b) um meio de dispersão, em que o dito meio de dispersão op-cionalmente compreende um corante matiz.

3. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 2em que a dispersão corante de fase gel está presente em uma quantidadede até 95 por cento em peso, baseado no peso total de composição de re-vestimento.

4. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação ,em que o componente material reativo é um poliol, e o reticulador contémfuncionalidade isocianato.

5. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 2, em que a dispersão corante de fase gel compreende uma mistura de duasou mais fases géis, cada uma das quais contém um diferente componentecorante.

6. Processo para produção de uma composição de revestimentocompreendendo:(a) preparação de pelo menos uma dispersão corante de fasegel compreendendo um corante de fase gel compreendendo um produto dereação de(1) um componente material reativo,(2) um corante reativo, e(3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaçãode uma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(b) dispersão de dispersão corante de fase gel em uma fase Ii-gante.

7. Artigo tendo aplicado sobre sua superfície uma composiçãode revestimento compreendendo:(a) uma dispersão corante de fase gel compreendendo um co-rante de fase gel compreendendo um produto de reação de:(1) um componente material reativo,(2) um corante reativo, e(3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(b) uma fase Iigante de dispersão, em que a dita fase de Iigantede dispersão opcionalmente compreende um corante matiz.

8. Processo para obtenção de um padrão multicor sobre umasuperfície que compreende:aplicação a uma superfície de uma composição de revestimentocompreendendo uma dispersão corante de fase gel compreendendo um co-rante de fase gel compreendendo um produto de reação de:(a) um componente reativo,(b) um corante reativo, e(c) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo.

9. Corante de fase gel compreendendo um produto de reação de:(a) um componente material reativo,(b) um corante reativo, e(c) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo.

10. Sistema de revestimento de duas camadas compreendendoum revestimento superior e um revestimento inferior, em que o revestimentosuperior é uma dispersão transportada em água compreendendo uma dis-persão corante de fase gel compreendendo um corante de fase gel compre-endendo:(a) um produto de reação de:(1) um componente material reativo,(2) um corante reativo, e(3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(b) um meio de dispersão e em que o revestimento inferior éuma dispersão transportada em água compreendendo um ou mais pigmen-tos altamente absorvedores de água.

11. Composição de acordo com a reivindicação 10, em que orevestimento superior compreende um conte tendo uma cor diferente de co-rante de fase gel pelo que uma aparência de multitonalidades é efetuada.

12. Composição de acordo com a reivindicação 10, em que orevestimento inferior tem uma concentração de volume de pigmento (PVC)de pelo menos 55.

13. Sistema de revestimento de acordo com a reivindicação 10em que a dispersão corante de fase gel está presente em uma quantidadede até 95 por cento em peso, baseado no peso total de revestimento superior.

14. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 10 em que o corante e fase gel está presente até 50% em peso da dispersãocorante de fase gel.

15. Composição de acordo com a reivindicação 10 em que orevestimento superior tem um teor de materiais não-voláteis na faixa de 15 a 75%.

16. Composição de acordo com a reivindicação 10 em que orevestimento superior tem um teor de materiais não-voláteis na faixa de 35 a-50%.

17. Composição de acordo com a reivindicação 10 em que opigmento altamente absorvedor de água é selecionado de silicato de alumí-nio e carbonato de cálcio.

18. Composição de acordo com a reivindicação 10 em que opigmento altamente absorvedor de água é silicato de alumínio.

19. Composição de acordo com a reivindicação 10 em que oPVC do revestimento inferior está entre 55 e 80 para a formulação de reves-timento inferior total.

20. Composição de acordo com a reivindicação 10 em que oPVC do revestimento inferior está na faixa de 65 a 75.

21. Processo de obtenção de um revestimento de multitons so-bre uma superfície compreendendo:(a) aplicação de um revestimento inferior, em que o revestimentoinferior é uma dispersão transportada por água compreendendo um ou maispigmentos altamente absorventes de água;aplicação de um revestimento superior sobre o revestimento in-ferior em que a dispersão transportada em água de revestimento superiorcompreende uma dispersão corante de fase gel compreendendo um corantede fase gel compreendendo:(1) um produto de reação de:(1) um componente material reativo,(ii) um corante reativo, e(iii) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(2) um meio de dispersão.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, em que o re-vestimento inferior ou revestimento superior é aplicado a uma superfície u-sando escova, derramamento, rolo, ou aplicação de espargimento, e deixadosecar.

23. Superfície revestida compreendendo um sistema de revesti-mento de duas camadas compreendendo um revestimento superior e umrevestimento inferior, em que o revestimento superior é uma dispersãotransportada em água compreendendo uma dispersão corante de fase gelcompreendendo um corante de fase gel compreendendo:(a) um produto de reação de:(1) um componente material reativo,(2) um corante reativo, e(3) um reticulador tendo grupos reativos capazes de formaremuma ligação com o componente material reativo e o corante reativo; e(b) um meio de dispersão e onde o revestimento inferior é umadispersão transportada em água compreendendo um ou mais pigmentosaltamente absorventes de água.