BRPI0720005A2

BRPI0720005A2 - Composições de revestimento não-aquosas

Info

Publication number: BRPI0720005A2
Application number: BRPI0720005-6A2A
Authority: BR
Inventors: Pillai T Perumal
Original assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2013-12-17
Also published as: CA2671019A1; US20080152818A1; WO2008073249A8; MX2009005974A; WO2008073249A1; CL2007003560A1; AR064192A1; EP2089485A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI- ÇÕES DE REVESTIMENTO NÃO-AQUOSAS".

Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisó- rio dos Estados Unidos N°. 60/869.031, depositado em 7 de dezembro de 2006, a totalidade do qual sendo, desse modo, incorporada por referência.

Plásticos, tais como poliolefinas termoplásticas (TPO) e uretano de moldagem injetado por reação (RIM), são freqüentemente utilizados co- mo partes na indústria automotiva e em outras aplicações por causa de seu custo relativamente baixo, moldabilidade, e resistência superior a solventes e umidade.

Os plásticos são, contudo, freqüentemente difíceis de pintar de- vido a uma ou mais de suas características químicas e físicas, tais como sua superfície relativamente não-polar (especialmente para poliolefinas similares a polipropileno, polietileno, copolímero de etileno propileno dien'o, etc.), e a tensão superficial, aspereza, e flexibilidade do próprio plástico curado. Às vezes, os substratos de plástico são tratados com uma chama, tratamento de coroa ou plasma de gás, ou revestidos com um revestimento fixo ou pro- motor de adesão, mas estes se adicional em uma etapa de fabricação adi- cional. Alguns revestimentos fixos e promotores de adesão utilizam poliolefi- nas halogenadas, especialmente cloradas, mas as poliolefinas halogenadas são relativamente custosas, e são muito custosas se usadas em grandes quantidades. Adicionalmente, as poliolefinas halogenadas são freqüente- mente polímeros de peso molecular relativamente alto, e eles são freqüen- temente relativamente insolúveis em muitos solventes não-aromáticos. Estas características podem tornar difícil minimizar o VOC (Teor Orgânico Volátil) dos revestimentos quando se incorporam poliolefinas halogenadas.

A presente invenção refere-se a composições de revestimento que podem ser aplicadas a uma variedade de substratos, incluindo substra- tos de plástico, por qualquer de uma variedade de métodos, tais como esco- vamento, rolamento, pulverização, revestimento de cortina, ou outro método de aplicação, incluindo pulverização de aerossol de um recipiente vedado e pressurizado. Muitas composições de tintas convencionais, e, particularmen- te, tintas de aerossol, aderem pobremente a muitos substratos de plástico. Os revestimentos desta invenção, contudo, podem ser aplicados a uma vari- edade de substratos incluindo madeira, metal, e tecido, e também aderirão bem a muitos substratos muito duros de revestir, tais como plásticos, inclu- indo poliolefinas, oxido de polifenileno, PVC, BMC, SMC, poliestireno, etc. Os revestimentos desta invenção utilizam um polímero não-aquoso obtido por copolimerização de enxerto de uma poliolefina halogenada, normalmente clorada, e monômeros insaturados.

Para muitos dos revestimentos dentro desta invenção, é útil pre- parar um copolímero de enxerto incorporando a poliolefina clorada (CPO) a um nível de cerca de 15% ou menos e, às vezes, cerca de 10% ou menos do peso total de sólidos do copolímero de enxerto.

Em um aspecto, esta invenção refere-se a um polímero compre- endendo o produto de reação obtido por copolimerização de enxerto de cer- ca de 1 a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou anidrido, e de cerca de 61 a cerca de 98 por cento por peso de pelo menos um outro mo- nômero insaturado copolimerizável com o ácido ou anidrido com cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefina clorada, no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefina clorada e de todos os monômeros insaturados.

Em outro aspecto, esta invenção refere-se a um polímero com- preendendo o produto de reação de polímerização de enxerto de:

(i) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefina clorada;

(ii) de cerca de I a cerca de 20% por peso de um ácido insatura-

do ou anidrido;

(iii) de cerca de 1 a cerca de 40%, e, às vezes, 10 a cerca de 40% de estireno;

(iv) de cerca de 21 a 97% por peso de pelo menos um outro mo- nômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido;

no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefina clorada e de todos os monômeros insaturados. Outro aspecto envolve revestimentos não-aquosos que utilizam estes polímeros. Aspectos adicionais, características e vantagens da presen- te invenção tornar-se-ão melhores compreendidas com relação à seguinte descrição, exemplos, reivindicações em anexo, e desenho acompanhante.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Um método de aplicação de revestimentos desta invenção é por pulverização de aerossol. A Figura 1 mostra um esquema de um recipiente de aerossol representativo carregado uma composição de tinta aerossol preparada de acordo com esta invenção. Na preparação de uma composi- ção de tinta aerossol, o revestimento redutível em água é adicionado a um recipiente, tal como o recipiente 10 mostrado na Fig. 1, e, em seguida, o propelente é adicionado para formar a composição de tinta aerossol.

Referindo-se agora à Fig. 1, o recipiente 10 compreende uma lata 12, a qual uma cúpula de válvula 14 é segura. Um conjunto de válvula 16, com um tubo de imersão 18 ligado ao mesmo, é seguro à cúpula de vál- vula 14. O tubo de imersão 18 se prolonga no interior da lata 12, e está em contato com a composição de tinta aerossol, que é designado pelo numerai 100. A lata 12 pode tipicamente ser composta de um aço revestido de alu- mínio ou estanho. Se desejado, a lata pode ser coberta ou revestida para minimizar corrosão enquanto em contato com os revestimentos redutíveis em água. A cúpula de válvula 14 pode ser vedada à lata 12, e o propelente carregado através do conjunto de válvula 16, ou a lata 12 pode ser carrega- da com o propelente sob a cúpula de válvula 14, e, em seguida, a cúpula de válvula 14 vedada à lata 12. Um atuador 20 é, em seguida, ligado ao conjun- to de válvula 16.

Várias válvulas, tubos de imersão e atuadores podem ser usa- dos para pulverizar a composição de tinta aerossol. Para muitas aplicações, o tubo de imersão 18 está em um tubo de imersão padrão tendo um diâme- tro de cerca de 0,147 polegada. O conjunto de válvula 16 pode ser, ou uma "válvula de aerossol fêmea" ou uma "válvula de aerossol macho". Exemplos de "válvulas de aerossol fêmeas" que podem ser usadas na presente inven- ção são revelados nas Patentes dos Estados Unidos Nos. 3.033.473; 3.061.203; 3.074.601; 3.209.960; e 5.027.985. Exemplos de "válvulas de aerossol machos" que podem ser usadas na presente invenção são revela- dos nas Patentes dos Estados Unidos Nos. 2.631.814, e 4.572.406. Para al- gumas aplicações, o conjunto de válvula 16 é uma válvula "fêmea" com um controlador de pulverização 22 tendo uma construção conforme revelada na Patente dos Estados Unidos N°. 4.572.406, que é, desse modo, incorporada por referência. O controlador de pulverização 22 permite que a composição de tinta aerossol 100 seja dispensada quando o recipiente 10 é invertido. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO AQUOSAS E COMPONENTES 1. Copolímeros de enxerto de monômeros insaturados com poliole-

fina cloradas

Os polímeros desta invenção são convenientemente obtidos por polimerização de enxerto de um ácido insaturado ou anidrido, e pelo menos um outro monômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido em pelo menos uma poliolefina halogenada, tal como uma poliolefi- na clorada.

Poliolefinas cloradas (CPOs) são bem conhecidas na técnica, e incluem, representativamente, polipropileno clorado, polibuteno clorado, po- Iietileno clorado, etc. Os CPOs podem ser preparados por qualquer método conhecido na técnica. Por exemplo, o CPO pode ser preparado por dissolu- ção da poliolefina em um solvente adequado e, em seguida, sopramento de gás cloro na solução, usualmente na presença de um catalisador de radical. Tipicamente, para muitos produtos comerciais, níveis de clorinação de pelo menos cerca de 10% por peso, e, freqüentemente, 15 a cerca de 50% por peso, são alcançados. Os CPOs podem também terem alguma funcionalida- de ácida, geralmente incorporada por reação de um ácido ou anidrido na poliolefina. Para algumas aplicações desta invenção, pode ser útil utilizar CPOs tendo um número de peso molecular médio de menos do que cerca de 50.000. Em outras aplicações, pode ser útil utilizar um CPO tendo um número de peso molecular médio de menos do que cerca de 30.000. O nú- mero de peso molecular médio é tipicamente determinado em relação a um poliestireno padrão. Os copolímeros de enxerto úteis nesta invenção são convenien- temente preparados por mistura dos monômeros etilenicamente insaturados e CPO na presença de um iniciador de polimerização, tais como peroxiben- zoato de t-butila, peróxido de benzoíla, peróxido de di-terc-butila e/ou azobi- sisobutironitrila.

Monômeros adequados para copolimerização com o CPO inclu- em monômeros (met)acrílico e monômeros aromáticos de vinila. Monômeros aromáticos de vinila representativos incluem estireno, alfa metil estireno, ou outro alquila estireno inferior, cloroestireno, vinila tolueno, vinila naftaleno, e divinil benzeno. Para muitas aplicações desta invenção, é útil proporcionar pelo menos 1%, e, às vezes, pelo menos 10%, e, às vezes entre 10 e 40% da quantidade total de CPO e monômero copolimerizável como um monô- mero aromático de vinila, tal como estireno.

Monômeros acrílicos copolimerizáveis representativos incluem quaisquer compostos tendo funcionalidade acrílica, tais como (met)acrilato de alquilas, ácidos (met)acrílicos, acrilamidas e acrilonitrila. Tipicamente, os monômeros (met)acrilato de alquila (comumente referidos como "alquil éste- res de ácido (met)acrílico") terão uma porção alquila éster contendo de 1 a cerca de 12, e, geralmente, cerca de 1 a 8 átomos de carbono por molécula. Monômeros (met)acrilato de alquila adequados incluem, por exemplo, (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de propila, (met)acrilato de 2-etil hexila, (met)acrilato de ciclo- hexila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de isodecila, (met)acrilato de benzila, (met)acrilato de isobornila, (met)acrilato de neopentila, metacrilato de 1-adamantila, e vários produtos de reação, tais como butil, fenil, e cresil glicidil éteres reagidos com ácido (met)acrílico, (met)acrilato de hidroxil alqui- las, tais como (met)acrilatos de hidroxietila e hidroxipropila, e amino (met)acrilatos. O termo "(met)acrilato" é significativo para incluir acrilatos e metacrilatos. Outros monômeros copolimerizáveis insaturados, incluindo compostos vinila, tais como acetato de vinila, ou versatato de vinila, podem também ser utilizados. Monômeros capazes de retículação latente, tais como diacetona acrilamida, podem também ser usados. Ácidos insaturados e anidridos adequados que podem ser copo- Iimerizados nos copolímeros de enxerto incluem os derivados insaturados de ácidos inorgânicos, tal como AMPS (acrilimidometilpropano ácido sulfônico, disponível de Lubrizol), e derivados de ácido fosfórico, tais como hidróxi etil metacrilato fosfato, ou o fosfato éster de 3-hidróxi propil metacrilato, bem como ácidos orgânicos insaturados, tais como ácido(met)acrílico, ácido eta- crílico, ácido alfa-cloroacrílico, ácido alfa-cianoacrílico, ácido crotônico, ácido beta-acrilóxi propiônico, ácido beta-estiril acrílico, anidrido maleico, e os áci- dos insaturados e anidridos ensinados nas patentes dos Estados Unidos 5.863.998, 5.633.327, 5.444.122, e 5.405.973, os ensinamentos das quais sendo, desse modo, incorporadas por referência. Para algumas aplicações, é útil proporcionar um valor ácido final de pelo menos cerca de 10, ou, para algumas aplicações, pelo menos cerca de 20, ou, para algumas aplicações, pelo menos cerca de 40, ou, para algumas aplicações, pelo menos cerca de 60 para o copolímero de enxerto. Desde que os revestimentos desta inven- ção são pretendidos para serem revestimentos flutuantes em solvente orgâ- nico não-aquosos, tipicamente não é necessário neutralizar a funcionalidade do ácido com uma base para assegurar solubilidade.

Os copolímeros de enxerto baseados em CPO podem ser con- venientemente preparados pela mistura dos monômeros e o CPO na pre- sença de um iniciador adequado sob condições de copolimerização de en- xerto adequadas. É freqüentemente útil incorporar o CPO na mistura de rea- ção como uma solução em um solvente adequado, tal como tolueno ou xile- no. As temperaturas de reação serão tipicamente pelo menos cerca de 115,5°C (240°F), e podem variar até cerca de 176,7°C (350°F). É freqüen- temente útil misturar gradualmente os reagentes em uma solução de solven- te aquecida. Para alguma produção do copolímero de enxerto, pode ser útil preparar uma pré-mistura de uma solução de solvente ao CPO e algum, ou todo de quaisquer monômeros aromáticos de vinila insaturados para assegu- rar solubilidade do CPO e minimizar qualquer requerimento de solvente na mistura de reação. Adicionalmente, para algumas concretizações desta in- venção, é desejável minimizar o nível de CPO no copolímero de enxerto final para minimizar viscosidade final e reduzir o requerimento de solventes adi- cionais. Para muitas formulações de VOC baixas, pode ser útil incorporar o CPO a um nível de 1 a cerca de 15%, 1 a cerca de 10%, 1 a cerca de 6%, ou mesmo 1 a cerca de 4% do peso combinado total da poliolefina clorada, e todos os monômeros copolimerizáveis no copolímero de enxerto.

Os copolímeros de enxerto desta invenção são úteis em uma variedade de aplicações, incluindo seu uso como componentes de composi- ções de revestimento. As composições de tinta da presente invenção podem incluir outros ingredientes opcionais, tais como outros polímeros miscíveis em solvente, reticuladores, pigmentos, surfactantes e dispersantes, modifi- cadores de reologia, agentes anti-esfolamento, agentes de secagem, estabi- lizadores de luz, e absorvedores de luz ultravioleta, e solventes. É pretendi- do que as composições de tinta desta invenção sejam não-aquosas. 2. Polímeros de Formação de Película Adicionais Se desejado, outros polímeros de formação de película não-

aquosos, tais como acrílicos conduzidos por solvente, poliésteres (incluindo alquides), e poliuretanos, podem opcionalmente ser combinados com os co- polímeros de enxerto em formulações de revestimento. Dispersões não- aquosas (NAD's) de polímeros podem também ser utilizadas. Tipicamente, estes polímeros adicionais, se incorporados, podem estar presentes em um nível de cerca de 1 a cerca de 99% por peso de sólidos do peso combinado do copolímero de enxerto e o polímero adicional. Para algumas aplicações, é útil incorporar os polímeros de formação de película adicionais a um nível de cerca de 10 a cerca de 80%, e, às vezes, de cerca de 10 a cerca de 60% por peso de sólidos do peso combinado do polímero de formação de película suportado por solvente adicional e o copolímero de enxerto no revestimento.

Para muitas aplicações desta invenção, é útil incorporar alquides como um polímero de formação de película não-aquoso adicional. Alquides, e seu método de produção, são bem conhecidos na técnica. Os alquides podem ser convenientemente alquides tais como aqueles formados a partir da reação de álcoois di-hídricos ou poli-hídricos, e pelo menos um ácido po- libásico ou anidrido, junto com um modificador de ácido graxo, tal como áci- do graxo ou óleo graxo. Álcoois poli-hídricos representativos incluem pentae- ritritol, glicerol, propileno glicol, etileno glicol, sorbitol, trimetiloletano, trimeti- lolpropano, dipentaeritritol, tripentaeritritol, neopentil glicol, dietileno glicol, hexanotriol. Ácidos polibásicos representativos e anidridos incluem anidrido ftálico, anidrido maleico, anidrido fumárico, ácido adípico, ácido azeláico, ácido sebácico, anidrido tetracloroftálico, anidrido clorêndico, ácidos graxos dimerizados, anidrido trimelítico e anidrido succínico. Ácidos graxos repre- sentativos e óleos incluem óleos de secagem e óleos de semissecagem, tais como óleo de soja, óleo de rícino desidratado, óleo de linhaça, óleo de peril- Ia, óleo de semente de algodão, óleo de tall, óleo de cártamo, óleo de peixe e óleo de tungue, e óleos de não-secagem, tais como óleo de coco, óleo de rícino, óleo de palma e óleo de amendoim, e os ácidos graxos derivados a partir destes óleos. Preferivelmente1 o modificador de ácido graxo é derivado de um óleo de secagem, ou de um óleo de semissecagem. Outros alquides úteis incluem resinas de alquide modificadas por

acrílico que são compreendidas de uma porção acrílica e uma porção alqui- de. Nas resinas de alquide modificadas por acrílico, a porção acrílica é for- mada de monômeros compreendendo pelo menos um monômero (met)acrílico, e pode ser um homopolímero ou um copolímero. Para algumas aplicações, a porção acrílica é um copolímero formado de pelo menos um monômero (met)acrílico e um vinila hidrocarboneto aromático, tais como esti- reno, um metil estireno, ou outro alquila estireno inferior, cloroestireno, vinila tolueno, vinila naftaleno, ou divinil benzeno. Monômeros (met)acrílico ade- quados incluem quaisquer compostos tendo funcionalidade acrílica, tais co- mo aqueles discutidos acima para uso no copolímero de enxerto de CPO.

A porção de alquide da resina de alquide modificada por acrílico pode ser formada por qualquer dos processos tradicionais, tais como: (i.) a esterificação direta de um ácido graxo de óleo de secagem com um ácido di- ou policarboxílico e um álcool poli-hídrico, (ii.) a esterificação indireta de um óleo de secagem por primeira alcoolização com um álcool poli-hídrico e se- gunda esterificação com um ácido polibásico, ou um (iii.) processo de duas etapas no qual a primeira etapa compreende a reação de acidólise de um óleo triglicerídeo com um ácido carboxílico trifuncional ou um anidrido trifun- cional, e a segunda etapa compreende reagir o produto da primeira etapa com um álcool multifuncional, conforme revelado na Patente dos Estados Unidos N°. 4.983.716, que é, desse modo, incorporada por referência.

Matérias-primas típicas para a formação de alquides incluem

óleos de triglicerídeo, ou os ácidos graxo destes. Estes podem ser selecio- nados a partir do grupo consistindo em óleo de linhaça, óleo de soja, óleo de coco, óleo de semente de algodão, óleo de amendoim, óleo de canola, óleo de milho, óleo de cártamo, óleo de girassol, óleo de rícino desidratado, óleo de peixe, óleo de perilla, toicinho, óleo de noz, óleo de tungue, óleo de tall, os ácido graxos destes e misturas destes. Particularmente preferidos são aqueles óleos e ácidos contendo insaturação nas cadeias de glicerídeo. Par- ticularmente preferido são óleo de soja, óleo de rícino desidratado e óleo de linhaça, e os ácidos graxos destes. Álcoois multifuncionais, e misturas destes, são também maté-

rias-primas comuns para a produção de alquides. Um álcool hexafuncional adequado inclui dipentaeritritol. Um álcool tetrafuncional adequado inclui pentaeritritol. Álcoois trifuncionais adequados incluem o grupo consistindo em trimetilol propano, trimetilol etano, glicerina, tris hidroxietil isocianurato, e misturas destes, ou sozinhos ou em combinação com um álcool difuncional tal como etileno glicol, propileno glicol, ciclohexano dimetanol, e misturas destes. Adicionalmente, dimetilol ácido propiônico pode ser usado em com- binação com o álcool trifuncional.

Outra matéria-prima típica usada na formação de alquides são os ácidos carboxílicos ou anidridos multifuncionais. Ácidos carboxílicos tri- funcionais incluem ácido trimelético, ácido trimésico, ácido 1,3,5-pentano tricarboxílico, ácido cítrico e outros, pelo que os anidridos trifuncionais ade- quados incluem anidrido trimelético, anidrido piromelético e outros. Ácidos carboxílicos difuncionais incluem ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftáli- co, ácido maleico e ácido fumárico, e misturas destes. Misturas de tais áci- dos e anhidridos são também aceitáveis.

A resina de alquide modificada por acrílico pode ser formada pelo contato e reação, sob condições de polimerização de radical livre, dos monômeros de porção acrílica com, ou a resina de alquide pré-formada ou, alternativamente, com os precursores de resina de alquide durante a forma- ção da resina de alquide. A resina de alquide modificada por acrílico pode também ser formada por outros métodos, tais como primeira formação da porção acrílica de modo a ter substituintes de carbóxi pendentes (e opcio- nalmente substituintes hidróxi) e, em seguida, reagindo este polímero com uma mistura de componentes ou precursores de resina de alquide, isto é, um ácido policarboxílico (ou, alternativamente, o anidrido correspondente), um álcool poli-hídrico, e um ácido graxo (ou, alternativamente, o triglicerídeo ou óleo de ácido graxo correspondente), conforme é revelado na Patente dos Estados Unidos N°. 4.010.126, que é, desse modo, incorporada por refe- rência.

Uma resina de alquide modificada por acrílico comercialmente disponível que pode ser usada na composição de tinta aerossol é POLY- CHEM 7060-V-60, vendida por OPC Polymers of Columbus, Ohio. POLY- CHEM 7060-V-60 é uma resina de alquide acrílica-vinil tolueno formada de óleo de soja.

Conforme aqui usado, o termo "polímero de formação de pelícu- Ia" significa que o polímero pode formar uma película contínua sob evapora- ção de todo solvente ou transportador e/ou após cura do polímero.

Para algumas aplicações, as composições de tinta desta inven- ção podem opcionalmente incorporarem um agente de reticulação reativo com quaisquer grupos funcionais pendentes no copolímero de enxerto. Por exemplo, se o copolímero de enxerto incorpora grupos hidroxila pendentes, reticuladores, tais como ureias, melaminas, ou isocianatos, podem ser utili- zados. Copolímeros de enxerto tendo grupos ácidos pendentes podem ser usados em combinação com poliepóxidos como reticuladores. Copolímeros de enxerto incorporando diacetona acrilamida podem ser reticulados com materiais reativos, tais como di-hidrazina adípica. Se reticuladores são in- corporados, catalisadores para a reação de cura podem também serem in- corporados conforme é bem conhecido na técnica. Para algumas reações de reticulação, tais como reações de melamina/hidroxila, é tipicamente neces- sário curar o revestimento em temperaturas elevadas variando até cerca de 204,4°C (400°F).

As composições de revestimento desta invenção podem também incorporar pelo menos um pigmento. Pigmentos representativos incluem, por exemplo, dióxido de titânio, negro de carbono, grafite, cerâmica negra, lâm- pada negra, sulfeto de antimônio, óxido de ferro negro, pastas de alumínio, oxido de ferro amarelo, óxido de ferro vermelho, ferro azul, ftalato azul e ver- de, níquel titanato, dianisidina laranja, dinitroanilina laranja, imidazol laranja, quinacridona vermelha, violeta e magenta, toluidina vermelha, molibdato la- ranja, e similares. Pigmentos extensores, tais como diatomácea amorfa, fu- migada, quartzo e sílica cristalina, argilas, silicatos de alumínio, magnésio silicatos de alumínio, talco, mica, argilas delaminadas, carbonatos de cálcio e silicatos, gipsita, sulfato de bário, cálcio molibdatos de zinco, óxido de zin- co, fosfossilicatos e borossiIicatos de cálcio, bário e estrôncio, metaborato de bário mono-hidrato, e similares podem também serem incorporados.

Modificadores de reologia adequados que podem opcionalmente ser incluídos nos revestimentos desta invenção incluem representativamente organoargilas, sílica fumigada, derivados orgânicos de óleo de rícino desi- dratado, English China Clay; poliamidas, poliamida alquides modificada, de- rivados de alquilbenzeno sulfonato, estearatos de alumínio, cálcio e zinco, soiato de cálcio, espessadores associativos, e similares. Solventes adequa- dos para revestimentos desta invenção incluem solventes que são estavel- mente miscíveis com os revestimentos baseados em água e representativa- mente incluem, álcoois, éteres, ésteres, éteres glicol, éter ésteres glicol, hi- drocarbonetos, etc.

COMPOSIÇÕES DE TINTA AEROSSÓIS

Nestes exemplos, quando é desejado utilizar as composições de revestimento desta invenção como composições de revestimento em aeros- sol, a composição de tinta aerossol pode ser convenientemente preparada pela combinação da composição de revestimento redutível em água (descri- ta acima) com, se desejado, água e/ou solventes adicionais, e, em seguida, incorporando um propelente que pode aerossolizar a combinação.

O propelente é um gás liquidificável tendo uma pressão de vapor suficiente para propelir a composição de tinta aerossol a partir do recipiente. Em muitos casos, o propelente é selecionado a partir do grupo consistindo em éteres, hidrocarbonetos saturados, hidrofluorocarbonos (HFC), e mistu- ras destes. Propelentes representativos incluem dimetil éter (DME) e dietil éter; metano, etano, propano, n-butano, e isobutano; 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a), 1,1,1,2,3,3,3,-heptafluoropropano (HFC-227), difluorometano (HFC-32), 1,1,1-trifluoroetano (HFC-143a), 1,1,2,2-tetrafluoroetano (HFC- 134), e 1,1-difluoroetano (HFC-152a).

A quantidade do propelente presente na composição de tinta aerossol é tipicamente pelo menos 10 por cento em peso e preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 40 por cento em peso, mais preferivelmente de cerca de 15 a cerca de 25 por cento em peso do peso total da composição de tinta aerossol. Quando o propelente está presente em uma quantidade de cerca de 15 a cerca de 25 por cento em peso, uma pressão inicial de entre cerca de 27,6 Kpa (40 libras por polegada quadrada) e 483 Jpa (70 libras por polegada quadrada) é obtida no recipiente.

A quantidade de solvente orgânico presente na composição de tinta aerossol é tipicamente pelo menos 30 por cento em peso do peso total da composição de tinta aerossol. Para muitas aplicações, a quantidade de solvente orgânico presente na composição de tinta aerossol é de cerca de a cerca de 60 por cento em peso, e, para muitas aplicações, de cerca de 45 a cerca de 55 por cento em peso do peso total da composição de tinta aerossol.

A quantidade de resinas de polímero, incluindo o copolímero de enxerto do CPO e as resinas de formação de película adicionais, se houve- rem, presentes na composição de tinta aerossol, é tipicamente pelo menos por cento em peso do peso total da composição de tinta aerossol. Para muitas aplicações, a quantidade de resinas de polímero presente na compo- sição de tinta aerossol é de cerca de 10 a cerca de 30 por cento em peso, e, para muitas aplicações, variará de cerca de 15 a cerca de 25 por cento em peso do peso total da composição de tinta aerossol.

A presente invenção será melhor compreendida por referência aos seguintes exemplos que são providos para proposta de ilustração e não são para serem construídos como limitando o escopo da presente invenção.

Conforme aqui usado, a menos que de outro modo indicado, "partes" são "partes por peso". Exemplo de Resina 1

Um vaso de reação equipado com uma purga de nitrogênio, agi- tador, e duas admissões de matéria-prima, foi carregado com 108,8 partes de PnB GIYcoI Ether (propileno glicol mono-n-butil éter fabricado por The Dow Chemical Company), e aquecido a 137,8°C (280°F) e purgado com ni- trogênio. Duas misturas separadas de matéria-prima, mistura A e mistura B foram preparadas. MISTURA A Matérias-primas Partes por Peso ácido metacrílico 102,4 metacrilato de metila 190,0 acrilato de 2-etil hexila 355,5 peroxibenzoato de t-butila 22,6 mercaptano de dodecila 19,0 MISTURA B

Matérias-primas Partes por Peso estireno 270,5

poliolefina clorinatada1 270,5 150% por peso de poliolefina clorada em xileno - tendo 26-32 por

cento em peso de cloro e um número de peso molecular médio de aproxi- madamente 24.000, comercialmente disponível de Eastman Chemical Com- pany como Eastman CPO 343.3.

As misturas foram simultaneamente adicionadas ao vaso de re- ação a uma taxa de 3,8 partes por minuto para mistura A e uma taxa de 3,0 partes por minuto para mistura B sobre um período de três horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida na temperatura de 137,8°C (280°F) por meia hora e, em seguida, por um período de duas horas, uma mistura de 22,6 partes de peroxibenzoato de t-butila e 37,6 partes de PnB Glycol Ether foi adicionado a uma taxa de 0,5 parte por minuto sobre um período de duas horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida na temperatura de rea- ção por 30 minutos adicionais e, em seguida, permitida resfriar a cerca de 82 - 93°c (180-200°F). O polímero tinha um valor ácido de aproximadamente 63.

Exemplo de Resina 2

Um vaso de reação equipado conforme descrito no Exemplo de Resina 1 foi carregado com 117,5 partes de PnB Glycol Ether e aquecido a 137,8°C (280°F) e purgado com nitrogênio. Duas misturas separadas de ma- téria-prima, mistura A e mistura B, foram preparadas. MISTURA A

Matérias-primas Partes por Peso ácido metacrílico 110,6

metacrilato de metila 205,2 acrilato DE 2-etil hexila 384,0 peroxibenzoato de t-butila 24,5 dodecil mercaptano 10,3 MISTURA B

Matérias-primas Partes por Peso

estireno 292,2

poliolefina clorada(CP0343.3) 73,1

As misturas foram simultaneamente adicionadas ao vaso de reação a uma taxa de 4,5 partes por minuto para mistura A e uma taxa de 2,0 partes por minuto para mistura B sobre um período de três horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida na temperatura de 137,8°C (280°F) por meia hora e, em seguida, por um período de duas horas, uma mistura de 24,5 partes de peroxibenzoato de t-butila e 40,7 partes de PnB foi adicionado a uma taxa de 0,55 parte por minuto sobre um período de duas horas. A mistura de rea- ção foi, em seguida, mantida a 137,8°C (280°F) por 30 minutos adicionais e, em seguida, permitida resfriar. O copolímero tinha um valor ácido de aproxi- madamente 63. Exemplo de Resina 3

Um vaso de reação equipado conforme descrito no Exemplo de Resina 1 foi carregado com 263,8 partes de PnB Glycol Ether (n-propil éter propileno glicol de Dow Chemical) e aquecido a 137,8°C (280°F) e purgado com nitrogênio. Duas misturas separadas de matéria-prima, mistura A e mis- tura B, foram preparadas. MISTURA A

Matérias-primas Partes por Peso ácido metacrílico 248,2

metacrilato de metila 460,5 acrilato DE 2-etil hexila 861,7 peroxibenzoato de t-butila 55,0 dodecil mercaptano 23,1 MISTURA B

Matérias-primas Partes por Peso

estireno 655,6

poliolefina clorada(CP0343.3) 494,7

As misturas foram simultaneamente adicionadas ao vaso de re- ação a uma taxa de 9,2 partes por minuto para mistura A e uma taxa de 6,3 partes por minuto para mistura B sobre um período de três horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida na temperatura de 137,8°C (280°F) por meia hora e, em seguida, por um período de duas horas, uma mistura de 55,0 partes de peroxibenzoato de t-butila e 91,3 partes de PnB foi adiciona- do a uma taxa de 0,55 parte por minuto sobre um período de duas horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida a 137,8°C (280°F) por 30 minu- tos adicionais e, em seguida, permitida resfriar. Exemplo de Resina 4

Um vaso de reação equipado conforme descrito no Exemplo de Resina 1 foi carregado com 290,2 partes de Butyl Cellosolve® (2- butoxietanol) e aquecido a 137,8°C (280°F) e purgado com nitrogênio. Duas misturas separadas de matéria-prima, mistura A e mistura B, foram prepara- das.

MISTURA A

Matérias-primas Partes por Peso ácido metacrílico 273,0 metacrilato de metila 601,3 acrilato DE 2-etil hexila 853,0 peroxibenzoato de t-butila 60,5 dodecil mercaptano 25,4 MISTURA B Matérias-primas Partes por Peso estireno 721,2

poliolefina clorada(CP0343.3) 543,8

As misturas foram simultaneamente adicionadas ao vaso de re- ação a uma taxa de 10,1 partes por minuto para mistura A e uma taxa de 7,1 partes por minuto para mistura B sobre um período de três horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida na temperatura de 137,8°C (280°F) por meia hora e, em seguida, por um período de duas horas, uma mistura de 60,5 partes de peroxibenzoato de t-butila e 100,4 partes de Butyl Cellosol- ve® foi adicionado a uma taxa de 1,34 parte por minuto sobre um período de duas horas. A mistura de reação foi, em seguida, mantida a 137,8°C (280°F) por 30 minutos adicionais e, em seguida, permitida resfriar a cerca de 127,8°C (170°F) e, em seguida, 1500 partes da mistura de reação foi mistu- rada com 530 partes de xileno. O produto de copolímero final tinha um NMV de aproximadamente 62,2%, e um peso por galão de 910 g/l (8,27 Ibs/gal). Exemplo de Tinta 1

Uma formulação negra de brilho representativa da composição

de tinta suportada em solvente foi preparada pela mistura das seguintes ma- térias-primas em equipamento de dispersão apropriado. As partes são par- tes por peso.___

(a) Tolueno 183,3 partes (b) POLYCHEM 7060-V-60 844,88 partes (C) Organoargila (Bentone 38,87 partes 34) (d) Metanol 12,73 partes (e) SUSPENO® 201 T 22,17 partes (f) DYSPERBYK® 201 T 22,21 partes (g) BYK P104-S 22,17 partes (h) pigmento negro de car- bono 126,26 partes (i) tolueno 223,96 partes (j) POLYCHEM 7060-V-60 2070,43 partes (k) tolueno 182,76 partes (D Exemplo de Resina 4 1166,23 partes (m) tolueno 210,46 partes (n) 2-butóxi etanol 576,76 partes (o) Metil isobutil cetona 444,32 partes (P) n-butil álcool 104,64 partes (q) acetona 252,94 partes (r) xileno 391,99 partes (S) TINUVIN® 292 16,80 partes (t) TINUVIN® 328 16,80 partes (U) Metil Etil Cetoxima 10,35 partes (V) Secador de cobalto 12% 3,11 partes (w) 12% de Carboxilato de Manganês 2,07 partes (x) Solução anti-inundação de silício 5,18 partes (y) POLYCHEM 7060-V-60 378,68 partes (Z) tolueno 143,10 partes

Onde:

(a) POLYCHEM 7060-V-60 é um alquide modificado de acrílico/vinil tolueno disponível de Ohio Polychem.

(e) SUSPENO® 201-T é um aditivo reológico de anti-afundamento de antiassentamento orgânico disponível de Poly-Resyn, Inc., localizada em Dundee1 IL 60118.

(f) DYSPERBΥΚ®-163 é um copolímero de bloco de alto peso molecular com grupos afínicos de pigmento que é usado para molhamento e dispersão de pigmentos, e é disponível de BYK-Chemie USA, localizada em Walling-

ford, Connecticut.

(g) BYK®-P 104 S é um polímero de ácido policarboxílico insaturado de peso molecular mais baixo com um copolímero de polissiloxano que é usado para molhamento e dispersão de pigmentos, e é disponível de BYK-Chemie USA, localizada em Wallingford, Connecticut.

(s) TINUVIN® 292 é um estabilizador de luz [bis (1,2,2,6,6-pentametil-4- piperidinil)sebacato] disponível de Ciba-Geigy.

(t) TINUVIN® 328 é um absorvedor de UV ^-(S-^-di-n-pentil^-hidroxifenil)- benzotriazole], disponível de Ciba-Geigy.

Um revestimento aerossol foi preparado pelo carregamento de um recipiente de aerossol convencional com 161 g (0,355 libra) do Exemplo de Tinta 32 g (1, 0,07 libra) de tolueno, 147 g (0,325 libra) de acetona, e 113 g (0,25 libra) de NP-85 (mistura de aproximadamente 73,7% em mol de pro- pano e 26,3 % em mol de n-butano).

Conquanto a invenção tenha sido mostrada e descrita com rela- ção a concretizações particulares, estas concretizações são para a proposta de ilustração preferivelmente do que limitação, e outras variações e modifi- cações das concretizações específicas aqui descritas tornar-se-ão aparentes ao técnico no assunto, todas dentro do espírito e escopo pretendidos da in- venção. Consequentemente, a invenção não é para ser limitada no escopo e efeito às concretizações específicas aqui descritas, nem, de qualquer modo, é inconsistente com a extensão a qual o progresso na técnica foi avançado pela invenção.

Claims

1. Solução de polímero não-aquosa compreendendo: (i) um solvente orgânico; (ii) um polímero funcional ácido compreendendo o produto de reação de: (a) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefi- na clorada; (b) de cerca de a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou ani- drido; (c) de cerca de 61 a cerca de 98% por peso de pelo menos um outro monômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido; no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefi- na clorada (a) e em todos os monômeros insaturados (b) e (c).

2. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual o polímero funcional ácido compreende o produto de reação de: (a) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefi- na clorada; (b) de cerca de 1 a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou anidrido; (c) de 1 a cerca de 40% de estireno; (d) de cerca de 21 a cerca de 97% por peso de pelo menos um outro monô- mero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido; no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefi- na clorada e de todos os monômeros insaturados.

3. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual o polímero funcional ácido tem um valor ácido de pelo menos cerca de 20.

4. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual o polímero funcional ácido tem um valor ácido de pelo menos cerca de 40.

5. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual o polímero funcional ácido tem um valor ácido de pelo menos cerca de 60.

6. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 2, no qual o polímero funcional ácido tem um valor ácido de pelo menos cerca de20.

7. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 2, no qual o polímero funcional ácido tem um valor ácido de pelo menos cerca de40.

8. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 2, no qual o polímero funcional ácido tem um valor ácido de pelo menos cerca de60.

9. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual a poliolefina clorada está presente em um nível de cerca de 1 a cerca de 10% baseado no peso combinado total da poliolefina clorada e de todos os monômeros insaturados.

10. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual a poliolefina clorada está presente em um nível de cerca de 1 a cerca de 6% baseado no peso combinado total da poliolefina clorada e de todos os monômeros insaturados.

11. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual a poliolefina clorada está presente em um nível de cerca de 1 a cerca de 4% baseado no peso combinado total da poliolefina clorada e de todos os monômeros insaturados.

12. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual a poliolefina clorada tem um número de peso molecular médio de me- nos do que cerca de 50.000.

13. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual a poliolefina clorada tem um número de peso molecular médio de me- nos do que cerca de 30.000.

14. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 1, no qual a solução de polímero compreende um polímero de formação de pelícu- Ia adicional.

15. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 14, no qual o polímero adicional é selecionado a partir do grupo consistindo em a- crílicos não-aquosos, poliésteres, alquides, e poliuretanos.

16. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 14, no qual o polímero adicional está presente em um nível de cerca de 1 a cerca de 99% por peso do peso combinado do copolímero de enxerto e do políme- ro adicional.

17. Solução de polímero, de acordo com a reivindicação 14, no qual o polímero adicional está presente em um nível de cerca de 10 a cerca de 60% por peso do peso combinado do copolímero de enxerto e do políme- ro adicional.

18. Composição de revestimento não-aquosa compreendendo: (i) pelo menos um pigmento (ii) um polímero funcional ácido compreendendo o produto de reação de: (a) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefi- na clorada; (b) de cerca de 1 a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou anidrido; (c) de cerca de 61 a cerca de 98% por peso de pelo menos um outro monômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido; no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefi- na clorada e de todos os monômeros insaturados; e (iii) um solvente orgânico.

19. Composição, de acordo com a reivindicação 18, no qual o revestimento também compreende pelo menos um polímero não-aquoso adicional.

20. Composição, de acordo com a reivindicação 19, no qual o polímero adicional é uma resina de alquide.

21. Revestimento, de acordo com a reivindicação 18, no qual o polímero funcional tem um valor ácido de pelo menos 20.

22. Revestimento, de acordo com a reivindicação 18, no qual o revestimento compreende um agente de reticulação reativo com o polímero funcional ácido.

23. Substrato revestido com o revestimento de acordo com a reivindicação 18.

24. Substrato revestido de acordo com a reivindicação 23 no qual o substrato é um plástico.

25. Produto de tinta aerossol compreendendo: (i) um recipiente compreendendo uma lata, uma cúpula de válvula com um conjunto de válvula, um tubo de imersão e um atuador; e (ii) uma composição de tinta aerossol não-aquosa disposta dentro de referi- do recipiente, referida composição de tinta aerossol compreendendo: (a) pelo menos 30 por cento em peso de solvente; (b) pelo menos 10 por cento em peso de uma composição de revesti- mento suportada em solvente; (c) pelo menos 10 por cento em peso de um propelente aerossol; no qual a composição de revestimento compreende: (i) um polímero funcional ácido compreendendo o produto de rea- ção de: (a) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefi- na clorada; (b) de cerca de 1 a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou anidrido; (c) de cerca de 61 a cerca de 98% por peso de pelo menos um outro monômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido; no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefi- na clorada e de todos os monômeros insaturados; e (ii) um solvente.

26. Produto de tinta aerossol, de acordo com a reivindicação 25, no qual a composição de revestimento não-aquosa também compreende pelo menos um pigmento.

27. Produto de tinta aerossol, de acordo com a reivindicação 25, no qual o propelente compreende dimetil éter.

28. Produto de tinta aerossol, de acordo com a reivindicação 25, no qual o polímero funcional ácido compreende o produto de reação de: (a) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefi- na clorada; (b) de cerca de 1 a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou anidrido; (c) de 1 a cerca de 40% de estireno; (d) de cerca de 21 a cerca de 97% por peso de pelo menos um outro monômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido; no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefi- na clorada e de todos os monômeros insaturados.

29. Processo de revestimento de um substrato, cujo processo compreende: (i) provisão de um produto de tinta aerossol compreendendo: (a) um recipiente compreendendo uma lata, uma cúpula de válvula com um conjunto de válvula, um tubo de imersão e um atuador; e (b) uma composição de tinta aerossol disposta dentro do referido recipi- ente, referida composição de tinta aerossol compreendendo: solvente; uma composição de revestimento não-aquosa; um propelente aerossol; (ii) ativação do conjunto de válvula para criar uma pulverização em aerossol da composição de tinta em aerossol; (iii) direcionamento da pulverização para aplicar a composição de tinta no substrato; e (iv) permitindo que a composição de tinta fique segura ou seca; e no qual a composição de revestimento não-aquosa compreende: (i) um polímero funcional ácido compreendendo o produto de reação de: (a) de cerca de 1 a cerca de 19% por peso de pelo menos uma poliolefi- na clorada; (b) de cerca de 1 a cerca de 20% por peso de um ácido insaturado ou anidrido; (c) de cerca de 61 a cerca de 98% por peso de pelo menos um outro monômero insaturado copolimerizável com o ácido insaturado ou anidrido; no qual as percentagens são baseadas no peso combinado total da poliolefi- na clorada (a) e de todos os monômeros insaturados (b) e (c); e (ii) um solvente orgânico.

30. Processo, de acordo com a reivindicação 29, no qual o subs- trato é plástico.