BRPI0806356B1

BRPI0806356B1 - uso de derivados de dioxolano e formulação para sistema de revestimento

Info

Publication number: BRPI0806356B1
Application number: BRPI0806356A
Authority: BR
Inventors: Iacovone Aires; Vicentim Denilson José; Roberto Garbelotto Paulo
Original assignee: Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2018-09-11
Also published as: CN101627093A; EP2115077B1; US8906994B2; MX2009008262A; ES2581213T3; JP2010523731A; WO2008096255A3; US20100137480A1; CN101627093B; FR2912149B1; FR2912149A1; EP2115077A2; WO2008096255A2; BRPI0806356A2

Abstract

uso de derivados de dioxolano e formulação para sistema de revestimento. a presente invenção tem por objeto o uso de derivados de dioxolano como agente filmogênio em formulações para revestimento de superfície. esse agente filmogênio age como agente de coalescência e/ou como agente de retardamento de secagem nas formulações de sistemas de revestimento, como tintas e esmaltes, particularmente tintas industriais, gráficas e arquitetônicas.

Description

(54) Título: USO DE DERIVADOS DE DIOXOLANO E FORMULAÇÃO PARA SISTEMA DE REVESTIMENTO (51) Int.CI.: C09D 7/46; C09D 7/63; C09D 175/04; C08K 5/15; C08G 18/28; C08K 5/1565 (30) Prioridade Unionista: 05/02/2007 FR 07 00787 (73) Titular(es): RHODIA POLIAMIDA E ESPECIALIDADES LTDA.

(72) Inventor(es): JOSÉ VICENTIM DENILSON; PAULO ROBERTO GARBELOTTO; AIRES IACOVONE (85) Data do Início da Fase Nacional: 05/08/2009

1/29 “USO DE DERIVADOS DE DIOXOLANO E FORMULAÇÃO PARA SISTEMA DE REVESTIMENTO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção trata do uso de derivados de dioxolano como agente filmogênio, como agente de coalescência e/ou como agente de retardamento de secagem na formulação de sistemas de revestimento, tais como tintas e esmaltes, particularmente tintas industriais, gráficas e arquitetônicas.

[002] Na continuação desse texto, entende-se por tintas arquitetônicas, as tintas à base de água, e por tintas industriais, por exemplo, em móveis, automotiva original e retoques, as que são à base de solvente, apenas por motivos de simplificação da exposição, sem que isso implique a menor limitação do alcance da presente invenção.

Antecedentes da Invenção [003] As tintas arquitetônicas são apreciadas por sua qualidade e seu bom aspecto após a aplicação, no que ser refere ao acabamento, à cobertura e à durabilidade. Essas propriedades resultam da qualidade dos componentes da tinta tais como os espessantes, os pigmentos, os tensoativos. Nas tintas arquitetônicas podem ser citados, como componentes importantes para obter uma boa qualidade, os agentes de coalescência, que proporcionam uma uniformidade dos contatos entre as partículas, conferindo ao filme um bom aspecto quanto ao brilho e à durabilidade, em função da resistência à abrasão. Da mesma forma, para assegurar uma melhor aplicação, a tinta industrial deve comportar um equilíbrio na composição do sistema solvente, para que o tempo de secagem da tinta seja adequado, evitando a presença de imperfeições indesejáveis no acabamento.

[004] Algumas tentativas para melhorar a qualidade as tintas já são conhecidas, entre as quais:

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2/29 [005] A patente JP 62241977 descreve a aplicação de solventes derivados de glicerina como solvente para tintas de caneta que proporcionam boa viscosidade, permitindo em particular, obter uma escrita fina e sem manchas.

[006] A patente JP 62156983 descreve a aplicação de solventes derivados da condensação de glicerina com um aldeído ou a acetona, sobre as superfícies de materiais para impressão, a fim de obter boa absorção da tinta, e imagens nítidas sem manchas.

[007] A patente JP 62084171 descreve o uso de solventes derivados da condensação de glicerina com aldeídos ou cetonas na fabricação de tintas gráficas de secagem mais rápida e sem manchas.

[008] A patente JP 01013080 trata do uso de solventes polioxialquilenos como solventes e emulsificantes de tintas.

[009] A patente JP 06073318 menciona o uso de mistura glicerol/acetona como solvente na fabricação de decapantes de tinta.

Descrição da Invenção [010] A presente invenção diferencia-se da arte anterior pelo uso de derivados de dioxolanos como agentes filmogênios, ou seja, como agentes de coalescência, ou agentes de retardamento de secagem nos sistemas ou formulações de tintas, em particular industriais, arquitetônicas ou gráficas.

[011] O termo agente filmogênio é usado aqui de modo genérico e designa qualquer aditivo que permite modificar a coalescência de um sistema ou o retardamento da secagem, por exemplo.

[012] Uma vantagem importante reside no fato de que é possível manter a qualidade do sistema de pintura usando uma quantidade menor de aditivos em relação às quantidades utilizadas para outros aditivos conhecidos do estado da técnica.

[013] Diferentemente do estado da técnica, a presente invenção

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3/29 utiliza um ou mais derivados de dioxolano como agente filmogênio, ou seja, tanto agente de coalescência que atua como auxiliar de formação de filmes nos sistemas de base aquosa, quanto como agente de retardamento de tempo de secagem nos sistemas à base de solventes, em sistemas de revestimento de substratos, particularmente nas tintas usadas nos campos industriais, gráficos ou arquitetônicos.

[014] Entende-se por agente filmogênio aquele que, contido na formulação de um revestimento, favorece a formação do filme durante a aplicação sobre um substrato.

[015] Como é conhecida do técnico no assunto, a característica obtida quando o tempo de secagem de um filme é retardado, é permitir um melhor espalhamento da tinta e uma acentuação do brilho da tinta.

[016] É também conhecido do técnico no assunto que as substâncias coalescentes favorecem o contato entre as partículas, facilitando e melhorando a formação do filme, permitindo assim melhorar o aspecto e a durabilidade do filme aplicado, por exemplo, tinta ou esmaltes. Esses melhoramentos estão em relação e são uma consequência da diminuição da temperatura de transição vítrea e da temperatura mínima de formação do filme (TMFF) geradas pelo agente de coalescência.

[017] De acordo com a presente invenção, entende-se por substâncias coalescentes as que são usadas como plastificante atuando como auxiliar na formação de filmes e, por substâncias de retardamento aquelas que modificam o tempo de secagem, depois da aplicação de formulações de revestimento em substratos.

[018] Os derivados de dioxolano usados como agentes filmogênios de acordo com a presente invenção são os da fórmula (I) a seguir:

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4/29

Fórmula (I)

ΛΗΛ-ΟΗ

CH,-CH I I O z°

Ri ^XR2 na qual: R1 e R2 idênticos ou diferentes, representam o hidrogênio, um grupo ou radical escolhido no grupo que compreende pelo menos os radicais alquila, alquenila ou fenila, e n é um número inteiro igual a 1, 2, 3, 4 ou 5.

[019] Em particular, R1 e R2 são radicais escolhidos no grupo que compreende o radical metila, etila, n-propila, isopropila ou isobutila.

[020] De preferência, n é igual a 1 ou 2.

[021] Em um modo de realização preferido da presente invenção, o derivado de dioxolano de fórmula (I) da presente invenção é o 2,2dimetil-1,3-dioxolano-4-metanol, também conhecido com o nome de solketal. Esse derivado é particularmente interessante como agente de coalescência para formulação de revestimento de base aquosa.

[022] Em outro modo de realização preferido da presente invenção, o derivado de dioxolano de fórmula (I) da presente invenção é o 2,2diisobutil-1,3-dioxolano-4-metanol, também conhecido pelo acrônimo IIPG, do sinônimo 1-isobutil-isopropilideno glicerol. Esse derivado é particularmente interessante como agente de retardamento de tempo de secagem para formulação de revestimento à base de solventes.

[023] A presente invenção tem também por objeto formulações para sistema de revestimento que compreendem como agente filmogênio pelo menos um derivado de dioxolano. Essas formulações podem em particular ser de base aquosa ou à base de solvente, não aquoso.

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5/29 [024] De acordo com a presente invenção, as quantidades de derivado de dioxolano da presente invenção que são adicionadas em formulações de tintas para obter o efeito de melhoramento desejado são nitidamente inferiores às quantidades usadas com outros aditivos conhecidos. Assim, a quantidade utilizada com o composto da presente invenção pode ser igual a 10% da quantidade utilizada com os aditivos da arte anterior como, por exemplo, o acetato de etilglicol (AEG), o acetato de butilglicol (ABG) e o acetato de propilenoglicol monometil éter (PMA), para um desempenho equivalente. Além disso, obtém-se um melhor compromisso custo/benefício, e as formulações que utilizam o derivado de dioxolano da presente invenção se mostram mais econômicas.

[025] Como sistemas de revestimento à base de solventes apropriadas para a presente invenção e cujas propriedades são melhoradas pela adição de um derivado de dioxolano, de acordo com a presente invenção, pode-se citar, a título de exemplo, os sistemas à base de nitrocelulose, poliéster, acetato butirato de celulose (CAB), sistemas poliuretânicos, epóxi, acrílicos, melamínicos, ou fenólicos.

[026] Entre os revestimentos arquitetônicos de base aquosa apropriados para a presente invenção, podem ser citados os sistemas vinílicos, vinil-acrílicos, acrílicos puros e estireno acrílicos.

[027] A quantidade de um ou mais derivados de dioxolano utilizada em uma formulação de revestimento está compreendida, vantajosamente, entre aproximadamente 0,1% e aproximadamente 10% em peso, em relação ao peso total da tinta, mais particularmente entre aproximadamente 0,1% e aproximadamente 5%. No sistema arquitetônico, a quantidade de derivado de dioxolano adicionada está compreendida entre 0,1% e 5% da formulação de tinta.

[028] Outras vantagens e detalhes da presente invenção

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6/29 aparecerão mais claramente com a leitura dos exemplos ilustrativos de realização da presente invenção apresentados a seguir, sem representar por isso uma limitação além daquelas que estão contidas nas reivindicações anexas.

Exemplos

Tintas industriais [029] Oito formulações foram preparadas de acordo com a tabela I a seguir. Trata-se de um esmalte poliuretânico, tipicamente usado como revestimento para substratos metálicos e de madeira, contendo 65% de uma mistura isocianato + poliol, e 35% de um conjunto de solventes. Na tabela, AEG significa acetato de etilglicol, ABG significa acetato de butilglicol e PMA significa acetato de propileno glicol mono metil éter. O solketal é o derivado de dioxolano usado.

Tabela I

Comparação de Formulações do Estado da Técnica (F1, F3, F5) com

Formulações de acordo com a Presente Invenção (F2, F4 e F6)

Solventes (% m/m)	F1 AEG	F2 Solketal	F3 pma	F4 solketal	F5 ABG	F6 solketal
Acetato de Etila	9,1	10,6	20,8	19,4	9,8	9,6
Toluol	22,8	22,8	9,8	_-	_-	_-
Acetato de Butila	18,9	20,8	_-	24,1	26,0	26,0
Xilol	6,5	6,5	13,0	14,3	19,5	19,5
AB 9	3,9	3,9	3,9	6,5	7,8	8,5
PMA	_-	_-	17,6	_-	_-	_-
Acetato de Etilglicol	3,9	_-	_-	_-	_-	_-
Acetato de Butilglicol	-	-	-	2	-	-
Solketal		0,5		0,7	-	1,4

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Solventes (% m/m)	F1 AEG	F2 Solketal	F3 PMA	F4 Solketal	F5 ABG	F6 Solketal
Total Solventes	65,0	65,0	65,0	65,0	65,0	65,0
Sólidos	35,0	35,0	35,0	35,0	35,0	35,0
(isocianato-poliol) %

[030] O termo AB9 significa um composto alquilbenzeno que compreende um substituinte alquila que compreende 9 átomos de carbono e comercializado pela Shell com a denominação IR9. Os compostos Toluol e XyIoI são hidrocarbonetos comercializados pela Petrobrás.

[031] Foram testados os seguintes aspectos: a - determinação da porcentagem de NCO livre no tempo.

[032] Esse teste é conhecido de técnico no assunto e permite determinar se as funções NCO reagem com as funções OH do solvente. Essa determinação é realizada pela técnica da retrotitulação, que consiste em adicionar uma certa quantidade de amina na tinta. Essa amina reage com as funções NCO para dar uma função uréia, a amina não transformada é dosada por neutralização com um ácido (ácido clorídrico). A porcentagem de NCO é igual à quantidade de amina adicionada diminuída pela quantidade dosada de amina excedente.

b - Tempo de secagem do filme sobre substrato metálico:

[033] Esse teste permite avaliar a secagem de um sistema, e os resultados são apresentados em função do tempo. Esses resultados são:

- Secagem sem poeira - Momento em que a superfície não retém mais poeira.

- Secagem para tocar - Momento em que a superfície submetida ao toque não apresenta mais aderência.

- Secagem para manipulação - Momento em que a superfície submetida a uma pressão superior ao toque não apresenta mais deformações.

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8/29 c - brilho:

[034] O teste permite definir o grau em que o acabamento da superfície aproxima de um ideal de brilho especular teórico, que pode ser considerado um espelho perfeito, baseado em um valor arbitrário de 100.

d - resistência mecânica e resistência química:

[035] Essa medida define o grau de resistência da superfície depois do acabamento aos movimentos de compressão, expressos em ciclos, utilizando no ensaio de resistência mecânica uma massa a ser polida e no ensaio de resistência química o solvente metil etil cetona (MEK).

e - adesão por corte cruzado, ou por riscos:

[036] Esses ensaios são efetuados para verificar a fixação entre as camadas de filme, e são realizados por um dispositivo móvel dotado de várias lâminas de corte paralelas fixadas a cabo. Após secagem completa das superfícies, uma série de cortes é efetuada de modo a fazer intersecções a 90°, formando um quadriculado. Em seguida, sobre as áreas riscadas, aplicase uma fita adesiva e puxa-se rapidamente. Verifica-se se a fita retira quadrados da superfície ou do revestimento.

f - dureza do filme formado:

[037] Essa medida é realizada com um conjunto de lápis de grafite agrupados de acordo com uma dureza crescente de 8B (mais mole) a 10H (mais duro). Risca-se o filme formado com esse conjunto de lápis e verifica-se qual é a dureza do lápis que risca o filme.

g - flexibilidade por dobramento com mandril cônico:

[038] Esse ensaio com um equipamento denominado mandril cônico que comporta uma alavanca sobre a extensão total de um cilindro cônico. O corpo de prova é primeiramente preso a uma extremidade do equipamento, e depois dobrado. Esse ensaio permite avaliar o comportamento do revestimento em relação à flexibilidade.

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9/29 h - viscosidade Brookfield da formulação:

[039] Esse ensaio é realizado com um viscosímetro Brookfield LV DV II. A viscosidade é um parâmetro importante tanto para a aplicação quanto para o armazenamento do produto.

[040] Os resultados desses testes e medidas estão indicados e ilustrados nas tabelas a seguir e nas figuras anexas nas quais:

[041] As figuras 1A a 1C representam o consumo de função NCO pelas funções hidroxilas do solvente para:

- os sistemas F1/F2 (figura 1A)

- os sistemas F3/F4 (figura 1 B), e

- os sistemas F5/F6 (figura 1C);

[042] As figuras 2A a 2C representam evolução comparada da viscosidade Brookfield das formulações testadas da tabela 1 para:

- os sistemas F1/F2 (figura 2A)

- os sistemas F3/F4 (figura 2B), e

- os sistemas F5/F6 (figura 2C);

[043] A comparação dos tempos de secagem dos diferentes sistemas testados está ilustrada nas tabelas 2A, 2B e 2C apresentadas a seguir:

Tabela 2A

Resultados de Tempo de Secagem para o Sistema AEG

Fórmula	Pó	Toque	Manipulação
F1-AEG	7 min	4:20 horas	> 8 horas
F2 - solketal	7 min	4:20 horas	> 8 horas

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Tabela 2B

Resultados de Tempo de Secagem para o Sistema PMA

Fórmula	Pó	Toque	Manipulação
F3-PMA	6 min	4:00 horas	> 8 horas
F4 - solketal	6 min	4:00 horas	> 8 horas

Tabela 2C

Resultados de Tempo de Secagem para o Sistema ABG

Fórmula	Pó	Toque	Manipulação
F5-ABG	7 min	4:30 horas	> 8 horas
F6 - solketal	7 min	4:30 horas	> 8 horas

[044] As tabelas 3A, 3B e 3C reúnem os resultados obtidos para a medida do brilho de cada um dos sistemas testados.

Tabela 3A

Resultado das Medidas de Brilho para o Sistema Aeg

Fórmula	Ângulo
20^o	60o	85o
F1-AEG	77,9	92,5	96,4
F2 - solketal	75,8	92,4	95,3

Tabela 3B

Resultado das Medidas de Brilho para o Sistema PMA

Fórmula	Ângulo
20o	60o	85o
F3-PMA	57,1	89,8	86,8
F4 - solketal	62,5	90,8	93,0

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Tabela 3C

Resultado das Medidas de Brilho para o Sistema ABG

Fórmula	Ângulo
20^o	60o	85o
F5-ABG	72,1	99,4	88,0
F6 - solketal	71,9	90,9	91,9

[045] As tabelas 4A, 4B e 4C referem-se aos resultados de resistência mecânica e química dos filmes obtidos com as formulações testadas.

Tabela 4A

Resultados dos Testes de Resistência Mecânica e de Resistência Química para o Sistema AEG

Fórmula	Resistência Mecânica	Resistência Química
F1-AEG	Similar	Similar
F2 - solketal

Tabela 4B

Resultados dos Testes de Resistência Mecânica e de Resistência Química para o Sistema PMA

Fórmula	Resistência Mecânica	Resistência Química
F3-PMA	Similar	Similar
F4 - solketal

Tabela 4C

Resultados dos Testes de Resistência Mecânica e de Resistência Química para o Sistema ABG

Fórmula	Resistência Mecânica	Resistência Química
F5-ABG	Similar	Similar
F6 - solketal

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12/29 [046] As tabelas 5A, 5B e 5C referem-se aos resultados do teste de adesão por riscos das fórmulas testadas.

Tabela 5A

Resultados da Adesão por Riscos para o Sistema AEG

Fórmula	Adesão por riscos
F1-AEG	Similar
F2-solketal

Tabela 5B

Resultados da Adesão por Riscos para o Sistema PMA

Fórmula	Adesão por riscos
F3-PMA	Similar
F4-solketal

Tabela 5C

Resultados da Adesão por Riscos para o Sistema ABG

Fórmula	Adesão por riscos
F5-ABG	Similar
F6-solketal

[047] As tabelas 6A, 6B e 6C referem-se aos resultados de dureza do filme obtidos para as formulações testadas.

Tabela 6A

Resultados de Dureza do Filme para o Sistema AEG

Fórmula	F1 - AEG	F2 - solketal
Resistência até os Riscos	3B	3B
2B	2B

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13/29

Tabela 6B

Resultados de Dureza do Filme para o Sistema PMA

Fórmula	F3 - PMA	F4 - solketal
Resistência até os Riscos	3B	3B
2B	2B

Tabela 6C

Resultados de dureza do Filme para o Sistema ABG

Fórmula	F5 - ABG	F6 - solketal
Resistência até os Riscos	3B	3B
2B	2B

[048] As tabelas 7A, 7B e 7C apresentam os resultados do ensaio de flexibilidade por dobragem para as formulações testadas.

Tabela 7 A

Resultados Flexibilidade por Dobragem para o Sistema AEG

Fórmula	Flexibilidade
F1-AEG	Similar
F2-solketal

Tabela 7B

Resultados Flexibilidade por Dobragem para o Sistema PMA

Fórmula	Flexibilidade
F3-AEG	Similar
F4-solketal

Tabela 7C

Resultados Flexibilidade por Dobragem para o Sistema ABG

Fórmula	Flexibilidade
F5-ABG	Similar
F6-solketal

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14/29 [049] Os resultados acima mostram claramente que as fórmulas, de acordo com a presente invenção, que contêm quantidades menos elevadas de aditivos filmogênios (solketal) em relação a um solvente principal nas fórmulas do estado da técnica apresentam desempenhos e propriedades equivalentes quanto aos diversos aspectos testados, em particular quando os solventes do estado da técnica são AEG, PMA e ABG.

Tintas Arquitetônicas [050] Essa seção de exemplos visa a comparar, nas tintas arquitetônicas, o uso dos coalescentes Texanol (monobutirato de 2,2,4-trimetil1,3-pentanodiol, CAS n° 25265-77-4) comercializado pela Eastman Chemical Company), conhecido no estado da técnica, e IIPG (CAS n° 5694- 81-5), de acordo com a presente invenção.

[051] Os itens a seguir ilustram:

a) Três sistemas de resinas, habitualmente comercializados no mercado de tintas - base acrílica pura, estireno acrílico ou vinil acrílico - e seus respectivos processos de polimerização. Esses processos de polimerização, bem como o material empregado para esse fim são usuais, conhecidos do técnico no assunto. Um conjunto de equipamentos apropriado é composto basicamente de um reator de polimerização, dotado de um sistema de aquecimento / resfriamento e dos respectivos controles, de um condensador, de um reservatório para as diferentes matérias primas e os respectivos dosadores, de bombas, e de um sistema inertização.

b) Visto que as bases de tintas que contêm coalescentes são produtos existentes no mercado, propõem-se três bases de tinta, que contêm os sistemas supramencionados, em duas séries. Em uma primeira série, série cada um dos sistemas de resina recebe a adição de 2% em peso de coalescente Texanol, e em uma segunda série, cada um dos três sistemas de resina recebe a adição de 2% em peso de coalescente IIPG.

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c) Procede-se a testes comparativos de cada uma dessas 6 bases de tintas que receberam a adição de coalescente: estabilidade de pH, estabilidade de viscosidade, variação de TMFF em função da concentração de coalescentes.

d) Uma série de três formulações de tintas arquitetônicas, escolhidas entre as bases acima, contendo a adição de 2% em peso de Texanol - como produtos do estado da técnica, e para permitir uma comparação, uma outra série de três formulações de tintas arquitetônicas contendo a adição de 2% em peso de HPG - como produtos formulados de acordo com os ensinamentos da presente invenção.

e) Procede-se a testes comparativos das 6 formulações: estabilidade de pH, estabilidade de viscosidade, resistência à abrasão e variação de brilho.

Tabela II

Formulação de Sistema de Resina Base Acrílico Puro

componente	% EM PESO
Ação: CARGA
Água	14,56
Sal de amônio de etoxilato de nonilfenol sulfato CAS n° 68649-55-8 (1)	0,66
Sódio alióxi hidroxipropil sulfato - CAS n° 52556-42-0 (2)	0,41
Ação: PRE-MIX - 45 MIN - 180 RPM
Sal de amônio de etoxilato de nonilfenol sulfato CAS n° 68649-55-8 (1)	3,31
Sódio alióxi hidroxipropil sulfato - CAS n° 52556-42-0 (2)	0,35
Ácido acrílico - CAS n° 79-10-7	0,98
Acrilato de n-butila - CAS n° 141-32-2	22,11
Metacrilato de metila - CAS n° 80-62-6	25,95
Água	17,58

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16/29

Ação: 1^a ADIÇÃO DE CATALISADOR
Água	11,16
Persulfato de amônio - CAS n° 7727-54-0	0,36
Ação: 2^a ADIÇÃO DE CATALISADOR
Água	0,48
Persulfato de amônio - CAS n° 7727-54-0	0,10
Ação: AJUSTE DE pH
Hidróxido de amônio 25% - CAS n° 1336-21-6	0,98
Água	0,98

[052] Procede-se à seguinte polimerização:

1. Colocar os reagentes da carga no reator.

2. Proceder à agitação do reator, sob inertização, depois de colocar o condensador em funcionamento.

3. Aquecer a uma temperatura apropriada, por exemplo, 80°C.

4. Adicionar os monômeros ao mesmo tempo que a água e os tensoativos, para obter a pré-emulsão (pré mix)

5. Adicionar lentamente o catalisador 1

7. Adicionar lentamente o catalisador 2

8. Finalmente, ajustar o pH entre 8,7 e 9,2.

[053] Nas figuras, as referências SR1 e SR2 indicam os sistemas de resina denominada aqui acrílico puro de acordo com a tabela II a seguir, contendo respectivamente 2% em peso de Texanol, e 2% em peso de IIPG.

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Tabela III

Formulação de Sistema de Resina Base de Estireno-Acrílico

componente	% em peso
Ação: CARGA
Água	32,10
Sal de amônio de etoxilato de nonilfenol sulfato CAS n° 68649-55-8 (1)	0,64
Sódio alióxi hidroxipropil sulfato - CAS n° 52556-42-0 (2)	0,14
Polioxietileno(9)nonilfenil éter, ramificado CAS n° 68412-54-4 (3)	0,44
TDDM (terc-dodecil mercaptana) CAS n° 25103-58-8	0,21
Água	0,10
Ácido acético - CAS n° 64-19-7	0,02
Água	9,42
Ação: PRE-MIX - 45 MIN - 180 RPM
Sal de amônio de etoxilato de nonilfenol sulfato CAS n° 68649-55-8 (1)	1,68
Polioxietileno(9)nonilfenil éter, ramificado CAS n° 68412-54-4 (3)	0,71
Acrilamida - CAS n° 79-06-1	1,413z
Água	0,79
Persulfato de amônio - CAS n° 7727-54-0	0,31
Água	2,62
Acrilato metacrílico - CAS n° 79-41-4	1,47
Acrilato de n-butila - CAS n° 141-32-2	23,33
Estireno - CAS n° 100-42-5	21,76
Ação: ADIÇÃO DE SOLUÇÃO CATALÍTICA
Persulfato de amônio - CAS n° 7727-54-0	0,79
Água	0,18
Ação: AJUSTE DE pH
Hidróxido de amônio 25% - CAS n° 1336-21-6	0,94

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18/29

componente	% EM PESO
Ação: CARGA
Água	0,94

Processo De Polimerização

1. Colocar os reagentes da carga no reator.

3. Aquecer a uma temperatura apropriada, por exemplo, 80°C.

4. Adicionar os monômeros ao mesmo tempo que a água e os tensoativos, para obter uma pré-emulsão (pré-mix).

5. Adicionar lentamente a solução catalítica

6. Finalmente, ajustar o pH entre 8,5 e 9.

[054] Nas figuras, as referências SR3 e SR4 indicam os sistemas de resina estireno acrílico de acordo com a tabela III a seguir, contendo respectivamente 2% em peso de Texanol, e 2% em peso de IIPG.

Tabela IV

Formulação de Sistema de Resina Base de Vinil Acrílico

componente	% EM PESO
Ação: CARGA
Água	32,29
Sal de amônio de etoxilato de nonilfenol sulfato CAS n° 68649-55-8 (1)	3,52
Sódio alióxi hidroxipropil sulfato - CAS n° 52556-42-0 (2)	1,30
Polioxietileno(9)nonilfenil éter, ramificado CAS n° 68412-54-4 (3)	1,15
Acetato de sódio (anidro CAS n° 127-09-03)	0,15
Persulfato de amônio - CAS n° 7727-54-0	0,06
Bicarbonato de sódio - CAS n° 144-55-8	0,09
Ação: Adição de monômeros

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componente	% EM PESO
Acetato de vinila - CAS n° 108-05-4	36,50
Acetato de butila - CAS n° 141-32-2	15,64
Ação: Adição de solução catalítica
Água	6,92
Bicarbonato de sódio - CAS n° 144-55-8	0,09
Persulfato de amônio - CAS n° 7727-54-0	0,22
Ação: Adição de solução de oxirredução
Água	1,44
Terc-butil hidroperóxido 70% - CAS n° 75-91-2 (4)	0,04
Ação: Adição de solução de oxirredução
Água	00,58
Formaldeído sulfoxilato de sódio 99% - CAS n° 149-44-0 (5)	0,02

Processo De Polimerização

1. Colocar os reativos da carga no reator.

3. Aquecer a temperatura apropriada, por exemplo, 80°C.

4. Adicionar os monômeros

5. Adicionar lentamente a solução catalítica

6. Adicionar a solução de oxirredução [055] Nas figuras, as referências SR5 e SR6 indicam os sistemas de resina vinil acrílico de acordo com a tabela III a seguir, contendo respectivamente 2% em peso de Texanol, e 2% em peso de IIPG.

Tabela V

Base de Formulação Tinta Semibrilho PVC

PVC (Teor de volume de Pigmento) = 26

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COMPONENTE	FUNÇÃO	% EM MASSA
Água	Solvente	26,90
Hexametafosfato de sódio CAS n° 10124-56-8	Dispersante iônico	0,10
Poliacrilato de baixo peso molecular neutralizado (6)	Dispersante	0,20
CAS n° 9003-04-7	polieletrólito
Polioxietileno(9)nonilfenil éter, ramificado CAS n°	Umectante	0,20
68412-54-4 (3)
Parafina pesada desengraxada com solvente,	Antiespumante	0,20
destilada, de petróleo CAS n° 64742-65-0 (7)
Dióxido de titânio CAS n° 13463-67-7	Pigmento	14,00
Carbonato de cálcio precipitado CAS n° 471-34-1	Carga	3,00
Carbonato de cálcio natural CAS n° 1317-65-3	Carga	7,00
Agalmatolita CAS n° 12284-46-7	Carga	1,00
Hidróxido de amônia CAS n° 1336-21-6	Alcalinizante	0,20
1-benziso-3-tiazolinona CAS n° 2634-33-5 (8)	Biocida	0,10
Óxido de polietileno uretano hidrofobicamente	Espessante de	1,70
modificado, não iônico (9)	baixo cisalhamento
Emulsão de espessante aniônico hidrofobicamente	Espessante de	0,40
modificado	alto cisalhamento

[056] Nas figuras, as referências F1 e F2, que são formulações de tintas que contêm uma relação de 45/55 em peso do sistema de resina acrílico puro e acordo com a tabela II a seguir, e da base de formulação de tinta semibrilho de acordo com a tabela V a seguir, contendo respectivamente uma adição de 2% em peso de Texanol, e uma adição de 2% em peso de IIPG.

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21/29 [057] Da mesma forma, as referências F3 e F4, que são formulações de tintas que contêm uma relação de 45/55 em peso do sistema de resina estireno acrílico de acordo com a tabela III a seguir, e da base de formulação de tinta semibrilho de acordo com a tabela V a seguir, contendo respectivamente uma adição de 2% em peso de Texanol, e uma adição de 2% em peso de IIPG.

Tabela VI

Base De Formulação Tinta Mate PVC

PVC (Teor de volume de Pigmento) = 61

componente	função	% em massa
Água	Solvente	38,95
Hexametafosfato de sódio CAS n° 10124-56-8	Dispersante iônico	0,05
Poliacrilato de baixo peso molecular neutralizado (6)	Dispersante	0,40
CAS n° 9003-04-7	polieletrólito
Polioxietileno(9)nonilfenil éter, ramificado CAS n°	Umectante	0,10
68412-54-4 (3)
Nitrito de sódio CAS n° 7632-00-0	Anticorrosivo	0,05
Parafina pesada desengraxada com solvente,	Antiespumante	0,20
destilada, de petróleo CAS n° 64742-65-0 (7) Rhodoline 681F
Hidroxietilcelulose CAS n° 9004-62-0	Espessante	0,30
Dióxido de titânio CAS n° 13463-67-7	Pigmento	10,00
Carbonato de cálcio precipitado CAS n° 471-34-1	Carga	6,00
Carbonato de cálcio natural CAS n° 1317-65-3	Carga	14,00
Agalmatolita CAS n° 12284-46-7	Carga	10,00
Hidróxido de amônia CAS n° 1336-21-6	Alcalinizante	0,20

Petição 870180056542, de 29/06/2018, pág. 36/47

22/29

COMPONENTE	FUNÇÃO	% EM MASSA
1-benziso-3-tiazolinona CAS n° 2634-33-5 (8)	Biocida	0,10
Óxido de polietileno uretano hidrofobicamente	Espessante de	1,70
modificado, não iônico (9)	baixo cisalhamento
Emulsão de espessante aniônico hidrofobicamente	Espessante de	1,70
modificado	alto cisalhamento
Emulsão de espessante aniônico hidrofobicamente	Espessante de	0,40
modificado (10)	alto cisalhamento

(I) Abex EP110 - tensoativo aniônico - comercializado pela

Rhodia Poliamida e Especialidades, Brasil.

(2) Sipomer COPS 1 - estabilizada - comercializado pela Rhodia Poliamida e Especialidades, Brasil.

(3) Igepal CO-630 - tensoativo não iônico - comercializado pela Rhodia Poliamida e Especialidades, Brasil.

(4) Trigonox AW 70 - catalisador - comercializado pela Akzo

Nobel.

(5) Luredox RC 99% - catalisador - comercializado pela BASF.

(6) Rhodoline 211 - polieletrólito dispersante, comercializado pela Rhodia North America, USA (7) Rhodoline 681 F - antiespumante, comercializado pela Rhodia North America, USA.

(8) Proxel GLX - Biocida, comercializado pela Avecia Group PIc.

(9) Acrysol RM-5000 - aditivo reológico, comercializado pela Rohm and Haas.

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23/29 (10) Acrysol™ TT 935 - aditivo reológico, comercializado pela Rohm and Haas.

[058] Nas figuras, as referências F5 e F6, que são formulações de tintas que contêm uma relação de 18/82 em peso do sistema de resina vinil acrílico de acordo com a tabela IV a seguir, e da base de formulação de tinta mate de acordo com a tabela Vl a seguir, contendo respectivamente uma adição de 2% em peso de Texanol, e uma adição de 2% em peso de IIPG.

[059] Será feita a seguir a descrição dos métodos analíticos usados para testar os sistemas de resina e as tintas descritas mais acima.

Processo para avaliação da resistência à abrasão

1. Sobre uma placa de vidro de 20x50 cm fixar uma placa de teste P 121-10N (comercializada pela The Leneta Company, USA), após limpeza do vidro com uma toalhinha embebida de álcool;

2. Limpar a placa de teste com uma toalhinha embebida de álcool;

3. Colocar um extensor (filme de 175 pm de espessura) no centro da placa Leneta sobre a parte superior da placa de teste;

4. Colocar a amostra de referência da esquerda até o centro do extensor;

5. Colocar a amostra a ser avaliada do lado direito da placa de teste.

6. Puxar manualmente o extensor com uma velocidade de 3 a 5 segundos até atingir a parte inferior da placa de teste. Esse processo deverá ser repetido três vezes para cada amostra;

7. Deixar secar a amostra aplicada em meio climatizado (temp. 22 ± 2°C e umidade relativa 55 ± 5%) durante 7 dias;

8. Depois de transcorrido esse período, fixar a placa de teste a ser avaliada no interior do disco, sobre a placa de vidro do aparelho GAT

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24/29 (Gardner Abrasion Tester - fabricado de acordo com a norma ASTM D-2486), com a parte de vidro jateado virada para cima;

9. Pesar 10 g de pasta abrasiva (preparada de acordo com a norma NBR 14940) na escova e colocar a escova no aparelho. Adicionar 10 ml de água desmineralizada sobre a superfície da placa de teste e iniciar a operação inicial depois de ter zerado o medidor de ciclos e ligado o aparelho;

10. Um ciclo é constituído a cada ida e volta da escova e o desgaste da tinta é constatado quando a escova remove toda a pintura aplicada, de uma extensão à outra, deixando aparecer totalmente o fundo preto da placa Leneta sobre uma linha contínua;

11. A cada 400 ciclos o equipamento pára automaticamente. Retirar então a escova, sem lavá-la. Aplicar mais 10 g de pasta abrasiva e 10 ml de água desmineralizada no trajeto da escova;

[060] Esse processo deverá ser realizado até o fim do ensaio. A contagem dos ciclos deverá ser interrompida a partir do momento em que se constatar o primeiro sinal de junção entre os desgastes da tinta analisada.

Processo de avaliação da TMFF (temperatura mínima formação de filme) [061] Equipamento utilizado: aparelho Rhopoint MFFT bar 60, com 6 faixas de temperatura entre -5°C a +60°C. Avaliação efetuada de acordo com a norma ASTM D-2354 65T.

1. Erguer a tampa de vidro que cobre a placa de aquecimento do aparelho;

2. Passar sobre a placa de aquecimento uma camada uniforme de propileno glicol, por meio de um pincel;

3. Recortar um pedaço de papel de alumínio, colocá-lo sobre a placa de aquecimento com a camada de propileno glicol, alisando-o bem para lhe dar um aspecto uniforme e fazer com que ele adira bem sobre a placa;

4. Limpar a superfície do papel de alumínio com um papel

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25/29 embebido de etanol, e secá-la em seguida;

5. Abaixar a tampa, ligar o aparelho e regular a temperatura na faixa apropriada, abrindo a válvula de água para controlar a temperatura;

6. Após a estabilização da temperatura, aplicar o nitrogênio a uma vazão de 4 litros por minuto a uma pressão de 4 bars (400 kPa), para retirar a umidade da superfície da placa;

7. Erguer a tampa e aplicar, por meio de um extensor para filme de 75 pm por 1,5 cm de largura, pelo menos três camadas paralelas da amostra a ser analisada;

[062] Fechar novamente a tampa e, com o nitrogênio ligado, esperar a secagem completa da dispersão;

8. Após secagem, verificar por meio uma espátula a passagem do ponto em que ele é quebradiço ao ponto em que ele é flexível e contínuo;

9. Deslocar a régua de guia o aparelho até esse ponto e verificar da escala do equipamento a temperatura correspondente, em °C.

10. Repetir essa operação sobre as outras camadas aplicadas e tirar a média aritmética.

Processo de avaliação da estabilidade

1. Homogeneizar a amostra por meio de uma espátula;

2. Adicionar a amostra a ser avaliada até encher aproximadamente 90% de um frasco de 250 ml;

3. Colocar um filme plástico na boca do frasco e fechar com a tampa para evitar o vazamento de vapores;

4. Guardar o frasco em estufa a 60°C durante 1 mês;

5. De 7 em 7 dias, retirar o frasco da estufa, esperar a estabilização à temperatura ambiente e verificar as alterações nas propriedades:

- cor e odor;

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26/29

- separação de fases, formação de líquido superficial e/ou decantação se não houver separação de fases, medir a viscosidade e o pH.

Processo para medir o pH

1. Com o aparelho para medir o pH ligado e aferido, inserir o eletrodo do medidor de pH diretamente na amostra.

2. Esperar a estabilização do equipamento durante 1 minuto.

3. Fazer a leitura do pH.

Processo para medir a viscosidade Brookfield [063] Equipamento: viscosímetro Brookfield

1. Deixar uma amostra de aproximadamente 400 ml em um banho termostático a 25°C, durante 2 horas. Depois de transcorrido esse tempo, homogeneizar a amostra por meio de uma vareta de vidro e verificar com um termômetro se a amostra está a 25°C;

2. Transferir a amostra para um béquer de 600 ml até a marca de

400 ml.

3. Escolher a haste apropriada para a leitura da viscosidade, de modo tal que a leitura exibida pelo mostrador do aparelho se situe entre 20% e 80%.

4. Fixar a haste no aparelho e centralizá-la no frasco, ajustar a altura de imersão pela marca da haste;

5. Efetuar a leitura durante um minuto.

[064] O valor da viscosidade é expresso em centipoises (cPs). Processo para medir a viscosidade Krebs [065] Equipamento utilizado: viscosímetro Stormer

1. Deixar uma amostra em um banho termostático a 25°C, durante 2 horas.

2. Depois de transcorrido esse tempo, homogeneizar a amostra

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27/29 por meio de uma vareta de vidro e verificar se ele está a 25°C.

3. Colocar a amostra no viscosímetro e inserir a haste vai efetuar a medida até a merca existente na haste, abaixando a alavanca do aparelho.

4. Assim que a alavanca estiver abaixada, o equipamento começa a efetuar a medida que deve durar 1 minuto, marcado no cronômetro.

Processo para medir o brilho [066] Equipamento utilizado - Medidor de Brilho Micro - TRI gloss Gardner. Processo de acordo com as normas ASTM D 523 e ASTM D2457.

1. Sobre uma placa de vidro de 20x50 cm fixar uma placa de teste Leneta P 121-10N (comercializada pela The Leneta Company, USA), após limpeza do vidro com uma toalhinha embebida de álcool;

2. Limpar a placa de teste com uma toalhinha embebida de álcool;

3. Colocar um extensor (de 175 pm de espessura de filme) no centro da placa Leneta sobre a parte superior da placa de teste;

4. Colocar a pintura no extensor indo da esquerda para a direita;

5. Puxar o extensor manualmente com uma velocidade de 3 a 5 segundos até a parte inferior da placa de teste;

6. Deixar secar a amostra aplicada em meio climatizado (temp. 22 ± 2°C e umidade relativa 55 ± 5%) durante 7 dias;

7. Ligar aparelho de brilho, regular o ângulo em 60°, e ajustar para fazer vinte leituras;

8. Fazer as medidas em diversos pontos do filme para que a média final seja um valor confiável;

9. Considerar o valor do brilho como sendo a média das medidas.

Figuras [067] As figuras comportam as seguintes informações:

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28/29

- FIG. 3A - Resina acrílica pura - Estabilidade de pH

- FIG. 3B - Resina acrílica pura - Estabilidade de viscosidade

Brookfield

- FIG. 3C - Resina acrílica pura - Variação da TMFF em função da concentração de coalescentes

- FIG. 4A - Resina estireno acrílica - Estabilidade de pH

- FIG. 4B - Resina estireno acrílica - Estabilidade viscosidade

Brookfield

- FIG. 4C - Resina estireno acrílica - Variação da TMFF em função da concentração de coalescentes

- FIG. 5A - Resina vinil acrílica - Estabilidade de pH

- FIG. 5B - Resina vinil acrílica - Estabilidade de viscosidade

Brookfield

- FIG. 5C - Resina vinil acrílica - variação da TMFF em função da concentração de coalescentes

- FIG. 6A - Tinta acrílica pura - Estabilidade de pH

- FIG. 6B - Tinta acrílica pura - Estabilidade de viscosidade Krebs

- FIG. 6C - Tinta acrílica pura - Resistência à abrasão (ciclos)

- FIG. 6D - Tinta acrílica pura - variação de brilho à 60°

- FIG. 7A - Tinta estireno acrílica - Estabilidade de pH

- FIG. 7B - Tinta estireno acrílica - Estabilidade viscosidade Krebs (KU)

- FIG. 7C - Tinta estireno acrílica - Resistência à abrasão (ciclos)

- FIG. 7D - Tinta estireno acrílica - Variação de brilho a 60°

- FIG. 8A - Tinta vinil acrílica - estabilidade de pH

- FIG. 8B - Tinta vinil acrílica - Estabilidade de viscosidade Krebs

- FIG. 8C - Tinta vinil acrílica - Resistência à abrasão (ciclos)

- FIG. 8D - Tinta vinil acrílica - Variação de brilho a 60°

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29/29

Conclusões [068] Tanto nos sistemas de resinas, aos quais foram adicionados os agentes de coalescência que comparam um agente conhecido do estado da técnica, com um agente de acordo com o objeto da presente invenção, quanto nas formulações de tintas que contêm esses sistemas de resinas, e quantidades adicionais desses coalescentes, constata-se que os derivados de dioxolano de acordo com a presente invenção apresentam propriedades equivalentes e totalmente compatíveis com seu uso como coalescente em tintas arquitetônicas.

[069] Entende-se que, por meio das informações e dos exemplos fornecidos aqui, o técnico no assunto pode realizar variações da presente invenção que não estejam expressamente previstas ou reivindicadas, mas que, apesar da forma diferente, desempenham uma função similar para atingir resultados da mesma ordem de grandeza, estando, portanto, compreendidas no âmbito de proteção indicado nas reivindicações anexas.

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1/2

Claims

Reivindicações

1. USO DE DERIVADOS DE DIOXOLANO, como um agente filmogênio em sistemas de tintas para revestimento, caracterizado pelo derivado de dioxolano corresponder à fórmula I indicada a seguir:

x<CH₂)_n-OH

CH,-CH I I O o

X

Ri R2 na qual R1 e R2 idênticos ou diferentes, representam um átomo de hidrogênio, um grupo ou radical escolhido no grupo que compreende os radicais alquila, alquenila, fenila, e n é um número inteiro igual a 1 , 2, 3, 4 ou 5.
2. USO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que R1 e R2 são radicais metila, etila, n-propila, isopropila ou isobutila.
3. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que n é igual a 1 ou 2.
4. USO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o derivado de dioxolano é o 2,2-dimeti 1-1,3-dioxolano-4-metanol.
5. USO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o derivado de dioxolano é o 2,2-diisobutil-1,3-dioxolano-4-metanol.
6. FORMULAÇÃO PARA SISTEMA DE REVESTIMENTO, caracterizada por compreender como agente filmogênio pelo menos um derivado de dioxolano, em que o derivado de dioxolano corresponde a fórmula (I) indicada a seguir:

_z(CH₂)_n-OH CH,- CH I I °s z°

R1 ^XR2 na qual R1 e R2 idênticos ou diferentes, representam um átomo

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2/2 de hidrogênio, um grupo ou radical escolhido do grupo que compreende os radicais alquila, alquenila, fenila, e n é um número inteiro igual a 1,2, 3, 4 ou 5, em que a referida formulação é à base de nitrocelulose, poliéster, acetato butirato de celulose (CAB), ou de um sistema poliuretânico, de epóxi, acrílico, melamínico ou fenólico.
7. FORMULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que R1 e R2 são radicais metila, etila, n-propila, isopropila ou isobutila.
8. FORMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 7, caracterizada pelo fato de que n é igual a 1 ou 2.
9. FORMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que o derivado de dioxolano é o

2.2- dimetil-1,3-dioxolano-4-metanol.
10. FORMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que o derivado de dioxolano é o

2.2- diisobutil-1,3-dioxolano-4-metanol.
11. FORMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizada pelo fato de que é de base aquosa.
12. FORMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizada pelo fato de que é de base solvente.

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