BRPI0806455A2 - método para reduzir o teor do composto orgánico volátil de uma formulação de tinta de látex, uso de pelo menos uma n-alquildialcanolamina, e, formulação de tinta de látex - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA REDUZIR O TEOR DO COMPOSTO ORGáNICO VOLáTIL DE UMA FORMULAçãO DE TINTA DE LáTEX, USO DE PELO MENOS UMA N-ALQUILDIALCANOLAMINA, E, FORMULAçãO DE TINTA DE LáTEX. Formulações de tinta de látex que contêm pelo menos uma N-alquildialeanolamina como o agente de neutralização e métodos para seu uso são divulgados. N-alquildialcanolaminas fornecem formulações de tinta que têm odor baixo, tempo em aberto aumentado, e com postos orgânicos voláteis reduzidos (VOC). N-alquildialcanolaminas também auxiliam na dispersão de pigmento de modo que menos dispersante de pigmento é necessário para as formulações de tinta em que a concentração do volume de pigmento (PVC) da formulaçãoéde 1O%a70%.

Description

"MÉTODO PARA REDUZIR O TEOR DO COMPOSTO ORGÂNICO VOLÁTIL DE UMA FORMULAÇÃO DE TINTA DE LÁTEX, USO DE PELO MENOS UMA N-ALQUILDIALCANOLAMINA, E5 FORMULAÇÃO DE TINTA DE LÁTEX"

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção diz respeito a tintas de baixo teor de composto orgânico volátil. Mais particularmente, a invenção diz respeito a tintas de baixo teor de composto orgânico volátil que contêm agentes de neutralização N-alquildialcanolamina.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Tintas, revestimentos, seladores, adesivos e produtos relacionados são tipicamente produzidos como não curados e/ou misturas líquidas que são seladas e armazenadas durante um período de tempo antes do uso. Várias alcanolaminas foram mencionadas em formulações de revestimento à base de água publicadas. Em particular, 2-amino-2-metil-l- propanol, monoetanolamina, trietanolamina e muitas alcanolaminas relacionadas foram utilizadas. Agentes de neutralização estão presentes em muitos revestimentos à base de água, tais como tinta de látex, de modo a levar o pH até um valor ideal entre 8 e 10, tipicamente cerca de 8,5 a 9,3. Amônia e várias aminas alifáticas de peso molecular baixo foram usadas em várias formulações de tinta de látex, mas estes materiais comunicam um odor indesejado e desagradável à tinta e no caso de aminas VOC contribuem à formulação global.

Embora 2-Amino-2-metil-l-propanol (AMP) tem menos odor do que outros materiais que foram usados, ele ainda tem algum odor. Além disso, AMP contribui para a quantidade de compostos orgânicos voláteis (VOC) na formulação de tinta. Assim, existe uma necessidade para uma formulação de tinta de látex que tem menos odor e um VOC mais baixo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Em um aspecto, esta invenção é um método para reduzir o teor do composto orgânico volátil (VOC) de uma formulação de tinta de látex obtida misturando-se componentes diferentes que incluem pelo menos um aglutinante, pelo menos um pigmento, água e pelo menos um agente de neutralização, o dito agente de neutralização sendo adicionado em uma tal quantidade que a formulação tem um pH de pelo menos 8,5.

Em um outro aspecto, a invenção consiste em um uso de N- alquildialcanolaminas particulares como agente de neutralização em uma formulação de tinta de látex para reduzir o teor do composto orgânico volátil (VOC) deste.

Em ainda um outro aspecto, a invenção é uma formulação de tinta de látex que tem um pH de pelo menos 8,5 e que compreende pelo menos um aglutinante, pelo menos um pigmento, água e pelo menos um agente de neutralização.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A menos que o contexto indique de outro modo, no relatório descritivo e reivindicações, os termos pigmento, aglutinante, co-solvente, biocida, tensoativo, aditivo, e termos similares também incluem misturas de tais materiais. A menos que de outro modo especificado, todas as porcentagens são porcentagens em peso.

Formulações de tinta de látex são formulações de multicomponente complexas que são usadas para o acabamento decorativo e semi-fimcional de superfícies residenciais e industriais. A formulação e fabricação de formulações de tinta de látex é bem conhecida àqueles habilitados na técnica. No geral, as formulações de tinta de látex contêm um ou mais pigmentos, um ou mais aglutinantes, um transportador de líquido, e um ou mais aditivos. Aditivos incluem, por exemplo, agentes de neutralização, agentes de nivelamento e tensoativos, modificadores de reologia, co-solventes, inibidores de corrosão, e biocidas. Agentes de neutralização estão presentes em formulações de tinta de látex para levar o pH até um valor ideal entre 8 e 10, o pH é preferivelmente elevado a um valor de pelo menos 8,5, tipicamente a um valor de cerca de 8,5 a 9,3. O agente de neutralização pode ser adicionado à formulação de tinta em pelo menos três posições diferentes no processo de fabricação: na dispersão de pigmento, na dispersão de resina, e/ou em uma adição final à formulação de tinta.

Embora amônia e várias aminas alifáticas de peso molecular baixo tenham sido usadas em formulações de tinta de látex, elas comunicam um odor indesejado à tinta. 2-Amino-2-metil-l-propanol (AMP) é comumente usado como o agente de neutralização em formulações de tinta final altas onde odor baixo é necessário, mas mesmo com o AMP algum odor ainda permanece. Foi verificado que N-alquildietanolaminas e N- alquildipropanolaminas tendo grupos alquila de 4 a 8 átomos de carbono podem ser usados como agentes de neutralização em baixo VOC (isto é, menos do que 60 gramas por litro de VOC ou preferivelmente ainda menos do que 57 gramas por litro de VOC, com base no volume total da formulação de tinta, ou menos do que 75, preferivelmente menos do que 73 e mais preferivelmente ainda menos do que 70 gramas por litro de VOC, com base no volume da formulação de tinta da qual o volume de água usado para preparar a formulação foi diminuído) formulações de revestimento à base de água. Um composto de valor particular é N-butildietanolamina. Uma aplicação de interesse particular é tinta de látex com base em água. Estas N- alquildialcanolaminas são, por muitas definições reguladoras, compostos orgânicos não voláteis (VOC's). N-alquildialcanolaminas contribuem para quase nenhum odor e no geral têm propriedades de toxicidade muito baixas.

As N-alquildialcanolaminas da presente invenção são das fórmulas gerais RN(CH2CH2OH)2 ou RN(CH2CH(OH)CH3)2

em que R = grupo alquila ou isoalquila com 4 a 8 átomos de carbono foram descobertas ser agentes de neutralização superiores para tintas látex. Exemplarmente N-alquildialcanolaminas incluem n-butildietanolamina, n-pentildietanolamina, n-hexildietanolamina, n-heptildietanolamina, n- octildietanolamina, n-butildipropanolamina, n-pentildipropanolamina, n- hexildipropanolamina, n-heptildipropanolamina e n-octildipropanolamina. Tais N-alquildialcanolaminas têm odor baixo, excelente auxilio à dispersão de pigmento, excelente auxílio para resistência à água, inibição de corrosão excelente, características de nivelamento excelentes e propriedades de emulsificação. Tintas látex contendo tais agentes de neutralização N- alquildialcanolamina testadas abaixo em compostos orgânicos voláteis (VOC) do que aquelas que continham agentes de neutralização atuais comercializados como AMP, monoetanolamina e metilaminoetanol. Tais N- alquildialcanolaminas podem aumentar favoravelmente o tempo em aberto das formulações de tinta considerando o uso de menos co-solvente e solvente coalescente. Porque co-solventes são compostos orgânicos voláteis, a quantidade de compostos orgânicos voláteis na formulação de tinta pode ser reduzida, não apenas substituindo-se um agente de neutralização volátil tal como AMP pelo N-alquildialcanolamina, mas também reduzindo-se a quantidade do co-solvente e/ou a quantidade do solvente coalescente usado na formulação de tinta.

O uso de N-alquiletanolaminas e Ν,Ν-dialquiletanolaminas em formulações de tinta de látex já foi divulgado na EP 1 362 897. Estas aminas foram não apenas usadas como agente de neutralização mas também para fornecer efeitos sinérgicos em combinação com um biocida. As reivindicações também fornecem a possibilidade para o uso de N- alquildietanolaminas mas nenhum exemplo ou evidência experimental é fornecido de modo que estas aminas sejam realmente adequadas para serem usadas como agente de neutralização em tintas látex. Além disso, EP 1 362 897 não divulga formulações de tinta VOC baixas que têm um teor de VOC mais baixo do que 75 g/l com base no volume da tinta do qual o volume de água foi diminuído. Ela não menciona que a alcanolamina sinérgica pode ser volátil, tal como N-isopropiletanolamina, ou não volátil tal como didodecilaminoetanol. Entretanto, foi agora verificado que não é necessário fabricar uma alcanolamina com um peso molecular alto tal como didodecilaminoetanol para torná-lo não volátil mas que usando simplesmente um di- ao invés de uma monoetanolamina ela não mais contribui para o teor de VOC da formulação de tinta enquanto ainda permitindo alcançar as propriedades de tinta desejadas.

N-alquildialcanolaminas fornecem dispersão de pigmento superior. Isto é uma vantagem para as formulações de tinta simples que têm PVC's mais altos, tipicamente 10 % a 70 %.

Pigmentos fornecem a cor e o valor de ocultação da tinta. Além disso, alguns pigmentos são adicionados para conceder volume à tinta em custo relativamente baixo. Pigmentos são partículas ou pós finamente moídos que são dispersos na formulação de tinta. Pigmentos são insolúveis no transportador. Existem duas categorias primárias de pigmentos, pigmentos primários e pigmentos extensores. Pigmentos primários fornecem cor e são a fonte principal de capacidade de ocultação. Dióxido de titânio é o pigmento branco predominante. Ele fornece brancura distribuindo-se a luz incidente e contendo-se a superfície à qual a tinta é aplicada. Pigmentos coloridos fornecem cor por absorção seletiva da luz incidente. Pigmentos orgânicos incluem, por exemplo, ftalocianinas de cobre tais como ftalocianina azul e ftalocianina verde, pigmentos de quinacridona, e Hansa amarela. Pigmentos inorgânicos incluem, por exemplo, negro de fumo, óxido de ferro, azul cobalto, óxido marrom, ocre, e cor de ferrugem. Os pigmentos primários são tipicamente usados com um pigmento ou pigmentos extensores. Comumente pigmentos extensores usados incluem argilas tais como caulim e porcelana de argila; sílica, sílica diatomácea, e talco (silicato de magnésio); carbonato de cálcio, tal como pó de giz ou pó de mármore; e óxido de zinco.

O aglutinante fornece a matriz durável e flexível dentro dos quais os pigmentos são dispersos e suspensos. Ele aglutina as partículas de pigmento juntas e fornece integridade e adesão para a película de tinta. Os aglutinantes para tintas látex são tipicamente produzidos por polimerização de emulsão aquosa iniciada por radical livre de uma mistura de monômero contendo acrilato de alquila (acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila e/ou 2-etilexilacrilato), metacrilato de alquila, álcool vinilico/acetato, estireno, e, a um monômeros do tipo acrilonitrila e etileno, de extensão menor. Os 100 % de resinas acrílicas exibem melhor o desempenho, mas no geral são mais caras. As resinas de vinila puras (álcool polivinílico/acetato) são mais baratas mas têm resistência à água inferior. Resinas acrílicas de vinila e 100 % de resinas acrílicas misturadas são mais comumente usadas na América do Norte. Resinas acrílicas de estireno são comumente usadas na Europa e em tintas do tipo para manutenção industrial. O aglutinante é tipicamente dispersado em água como um látex polimérico.

A concentração do volume de pigmento (PVC) indica a proporção relativa do pigmento para aglutinar na formulação de tinta. E um comparação do volume do pigmento ou pigmentos para o volume total do aglutinante ou aglutinantes e o pigmento ou pigmentos. Para calcular o volume de cada ingrediente, é necessário dividir a quantidade presente na formulação por sua densidade. A concentração do volume de pigmento é calculada como segue:

% de PVC = [Volume de Pigmentos/(Volume de Pigmentos + Volume de aglutinante)] x 100

Pigmento tipicamente reduz o brilho ou lustro do aglutinante, assim, no geral, a tinta torna-se menos lustrosa conforme o PVC aumenta. Valores de PVC típicos associados com diferentes níveis de lustração de tinta são: lustro, 15 % de PVC; semi-lustro, 25 % de PVC; acetinado, 35 % de PVC, casca de ovo, 35 a 45 % de PVC; e liso, 38 a 80 % de PVC. Tintas lisas de qualidade superior, tanto de interior quanto de exterior, no geral têm PVC's de cerca de 38 % a 50 %.

Os ingredientes da formulação de tinta de látex são dissolvidos, suspensos e/ou dispersados em um transportador. Agua é a única transportadora de importância em tintas látex. Depois que todos os outros ingredientes da formulação de tinta de látex foram contabilizados, a água torna-se o balanço da formulação. Agua deionizada pode ser usada.

Aditivos são ingredientes adicionais que são adicionados em quantidades pequenas para fornecer propriedades específicas à formulação de tinta e/ou á película de tinta, tal como resistência a mofo, anti-espumante, estabilidade luminosa, e/ou bom fluxo e nivelamento durante a aplicação. Além disso para o agente de neutralização, examinado acima, outros aditivos que podem estar presentes na formulação de tinta incluem alguns ou todos dos seguintes tipos de materiais.

Co-solventes estão algumas vezes presentes na formulação de tinta para ajudar na formação da película, para resistir ao congelamento, e/ou melhorar as propriedades de escovação, tais como aumentando-se tempo em aberto. Tempo em aberto é o tempo que um revestimento permanece trabalhável depois que ele foi aplicado a um substrato. Tempo em aberto leva em consideração re-escovação ou "fundição" do revestimento recentemente aplicado na cobertura, sem causar marcas de escova, perda de lustro, ou linhas na cobertura no revestimento seco final. Uma cobertura é um área em um substrato onde revestimento adicional é aplicado em uma porção de uma área de substrato adjacente, mas ainda úmida, previamente revestida. Tipicamente a quantidade de co-solvente pode ser de 10 a 20 por cento ou mais com base no teor de líquido total da formulação de tinta. Tipicamente co-solventes são álcoois solúvel em água de cadeia curta e glicóis, tais como etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, e glicerina. Entretanto, estes co-solventes anulam algumas das vantagens de revestimentos aquosos tais como aderência baixa, odor baixo, e poluição baixa. Porque co-solventes no geral são compostos orgânicos voláteis, apenas as quantidades mínimas necessárias são usadas. Uma vantagem da N-alquildialcanolamina usada como agente de neutralização no método de acordo com a presente invenção é que sua presença na formulação aumenta o tempo em aberto de modo que ela diminui a quantidade mínima de co-solvente necessária para atingir o tempo em aberto desejado.

Agentes de nivelamento são adicionados para mudar a tensão da superfície e melhorar o umedecimento. Agentes de nivelamento são um sub-grupo de tensoativos usados para garantir que uma formulação de tinta flua inteiramente e umedeça completamente a superfície que é pintada. Os ângulos de contato reduzidos entre a formulação de tinta e a condução da superfície para melhorar o nivelamento do fluxo, e melhorar umedecimento da superfície que permite melhor adesão da formulação de tinta úmida e a película de tinta seca. Tensoativos também são importantes como auxiliadores de moagem para operações de moagem de pigmento.

Modificadores de reologia são adicionados para engrossar a formulação de tinta e aumentar seu estresse na produção, assim considerando a formação de uma suspensão estável de pigmentos na resina em mistura. Modificadores de reologia também são adicionados para otimizar as propriedades da aplicação da tinta. Dispersantes de pigmento são adicionados para criar uma dispersão estável do pigmento. Dispersantes de pigmento funcionam interagindo-se diretamente com as partículas de pigmento tanto mecanicamente e eletrostaticamente. Modificadores de reologia funcionam aumentando-se o estresse na produção do sistema água-resina.

Inibidores de corrosão e inibidores de ferrugem instantâneo, embora não essencial, são adicionados a várias tintas látex para suprimir a migração de produtos de corrosão coloridos da superfície dos objetos de metal pintados (por exemplo, cabeças de prego expostas em paredes de gesso) na superfície da tinta. Também, alguns formuladores de tinta adicionam inibidores de ferrugem para impedir a corrosão de latas de tinta de liga metálica durante a armazenagem da tinta.

Biocidas e fungicidas são adicionados para controlar crescimento microbiano na formulação de tinta e/ou na película de tinta. Micróbios podem colonizar as tintas látex conduzindo a crescimentos filamentosos, odores ruins e o consumo seletivo de ingredientes de tinta funcional. Alguns biocidas são adicionados sozinhos para controlar micróbios durante a armazenagem da formulação de tinta (assim chamados biocidas em lata) enquanto outros biocidas são adicionados para conceder bioestabilidade à película de tinta seca/curada (assim chamados biocidas de película seca). Alguns biocidas podem impedir tanto o crescimento biológico em lata quanto em película seca. Tipicamente biocidas incluem isotiazolinonas, tais como 5- cloro-2-metil-4-isotizolin-3-ona; benzoisotiazolinonas; triazinas, tais como hexaidro-l,3,5-tris-2-hidroxietil-s-triazina; cloreto de l-(3-cloroalquil)-3,5,7- triaza-l-azoniadamantano (DOWICIL® 75); piritiona de zinco; gluteraldeído; bronopol; e fenólicos.

Removedores de espuma são tipos especiais de tensoativos que têm o efeito de diminuir a capacidade de formação de espuma de uma formulação de tinta agitada, quando ela é fabricada, quando ela é sacudida ou agitada, e quando ela é aplicada a uma superfície. Removedores de espuma estão comercialmente disponível sob várias marcas registradas tais como, por exemplo, FOAMASTER®, ADVANTAGE® 1512, e BYK® 1650.

A evaporação de água e outros materiais voláteis de uma película de tinta de látex úmida começa o processo coalescência pelo qual as partículas de aglutinante coalescem em uma fase contínua ou película. Entretanto, a coalescência de vários aglutinantes de látex não ocorrerão corretamente a menos que uma quantidade pequena de solvente de evaporação mais lenta esteja presente. 2,2,4-Trimetil-l,3- pentanodiolmonoisobutirato, (álcool do éster TEXANOL®) e benzoato de 2- etilexila (VELATE® 378) são comumente usados em agentes de coalescência. Uma vantagem da N-alquildialcanolamina usada como agente de neutralização no método de acordo com a presente invenção é que sua presença na formulação tem um efeito positivo no processo de coalescência para o qual menos solvente coalescente é necessário na formulação.

Além dos aditivos listados acima, a formulação de tinta também pode compreender outros aditivos tais como, por exemplo, estabilizadores de luz, estabilizadores de calor (particularmente para revestimentos secos por calor), agentes de reticulação (principalmente usados com grupos reticulados contendo resinas de qualidade especial), catalisadores de cura, auxiliares de estrago/falha, e agentes de laminação.

A fabricação de formulações de tinta é bem conhecida àqueles habilitados na técnica. Na primeira fase, conhecida como a fase de moagem, os pigmentos secos são dispersos na parte do transportador. O dispersante de pigmento e alguns dos outros aditivos também são adicionados durante a fase de moagem. Uma vez que o pigmento é disperso, na segunda fase, conhecida como a fase de diluição, os ingredientes remanescentes, incluindo o aglutinante são adicionados. As propriedades físicas, tais como viscosidade e pH são verificadas. Pode haver uma adição final de transportador e/ou outros ingredientes para ajustar as propriedades da formulação de tinta. A formulação de tinta é depois empacotada e enviada ao consumidores.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

As formulações de tinta da invenção são úteis como tintas látex, tipicamente como tintas látex lisas que podem ser usadas em aplicações em interior e em exterior. Elas podem ser aplicadas a uma variedade ampla de substratos tais como, por exemplo, papel, madeira, concreto, metal, vidro, cerâmicas, plásticos, emboço, e substratos de cobertura tais como revestimentos asfálticos, feltros de cobertura, isolamento poliuretano espumado; ou para substratos previamente pintados, preparados, revestidos internamente, usados, ou substratos desgastados usando uma variedade de técnicas bem conhecidas no ramo tais como, por exemplo, escova, rolos, esfregões, pulverização auxiliada por ar ou sem ar, e pulverização eletrostática.

As propriedades vantajosas desta invenção podem ser observadas por referência aos seguintes exemplos, que ilustram mas não limitam a invenção. EXEMPLOS

Exemplo 1: Pressão de Vapor:

Os agentes de neutralização N-alquildialcanolamina da presente invenção são, por muitas definições compostos orgânicos não voláteis, reguladores. Uma definição de um VOC necessita ter uma pressão de vapor de 0,1 mm Hg ou superior na temperatura ambiente (TA) bem como um ponto de ebulição a 760 mm Hg a 250 0C ou menos.

A pressão de vapor de N-alquildialcanolaminas como uma função da temperatura pode ser calculada com uma correlação do tipo Clausius-Clapeyron. Pressão de vapor Iog de dois parâmetros versus correlações de temperatura inversa (log P versus l/T) foram calculadas, com base nos dados de literatura existentes, três alcanolaminas. Para monoetanolamina, uma equação de pressão de vapor do tipo de Antoine pode ser encontrada na literatura. As equações de correlação são seguidas por uma listagem tabular dos dados de pressão de vapor calculada versus temperatura. As primeiras duas alcanolaminas examinadas (MEA & AMP) são comumente usadas como agentes de neutralização para revestimentos à base de água e tintas. A terceira e quarta alcanolaminas são N-alquildialcanolaminas de acordo com a presente invenção. Os cálculos mostram que as N- alquildialcanolaminas da presente invenção não são VOC's enquanto muitas alcanolaminas correntemente em uso são VOC's. Monoetanolamina, (MEA) TGMW = 61,08, CAS RN 141-43-5): A equação de literatura seguinte foi usada: logP (kPa) = 7,38081-208l,50/(T-55,79). Tochigi, Katsumi; Akimoto, Kentarou; Ochi, Kenji; Liu,

Fangyhi; Kawase, Yasuhito; J. Chem. Eng. Data, 1999, 44(3), 588 - 590.

2-Amino-2-metil-1 -propanol, (AMP), (GMW = 89,14, CAS RN 124-68-5):

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<formula>formula see original document page 13</formula>

Nesta equação, e nas equações seguintes para BDEA e ODEA, P é expressado em Ton (mm Hg) e T em °C. N-butildietanolamina, (BDEA) (GMW = 161,3, CAS RN 102-79-4):

Abaixo está uma Tabela dos dados de literatura para o ponto de ebulição de BDEA ver sus pressão.

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<formula>formula see original document page 13</formula> <table>table see original document page 14</column></row><table>

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Resumo Tabular de Pressão de vapor & BP

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Como aparece a partir desta tabela, BDEA e ODEA têm ambos um ponto de ebulição em 760 mm Hg mais alto do que 250° C. Sua pressão de vapor em 20° C é além disso mais baixa do que 0,1 mm Hg, ou ainda mais baixa do que 0,01 mm Hg, de modo que BDEA e ODEA são claramente compostos orgânicos não voláteis.

Exemplo 2: Propriedades da tinta

Doze tintas com lustro foram compostas com quatro alcanolaminas diferentes e três níveis diferentes de dióxido de titânio: <table>table see original document page 15</column></row><table>

a: Rohm & Haas Corp. (biocida Kathon, dispersante Tamol5 espessantes Acrysol, aglutinante Rhoplex)

b: N-n-butilaminoetanol

c: Dow (AMP = 2-amino-2-metil-l-propanol, tensoativos Triton)

d: Byk Chemie (removedores de espuma)

e: Dupont (pigmento de dióxido de titânio)

f: Eastman Chemical (solvente coalescente)

As tintas compostas com BDEA exibiram excelentes propriedades quando comparadas àquelas compostas com amônia, BAE e AMP-95® (marca registrada da Dow Corp.). Os resultados são dados na forma tabular abaixo:

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Exemplo 3 (Baixa Volatilidade em Tinta Alquídica):

A volatilidade da N-alquildietanolamina, octildietanolamina (ODEA) foi comparada a 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP-95). Soluções de ésteres metílicos contendo predominantemente oleato de metila, linoleato de metila e linolenato de metila foram usadas para imitar uma resina alquídica. A cada foi adicionado: 1) 1000 mg/dm de octildietanolamina ou 2) 1000 mg/dm de 2-amino-2-metil-1-1propanol. As soluções foram aquecidas até 110 °C e ar foi passado através delas em uma taxa controlada. A corrente de ar fez com que uma porção da solução de éster metílico degradasse, e o papel da amina é neutralizar quaisquer ácidos graxos livres de cadeia curta voláteis que se formam como um resultado desta oxidação. Se a amina foi muito volátil e assim facilmente removida da solução de éster, então ela não neutralizará efetivamente os ácidos graxos livres de cadeia curta formados. O experimento foi conduzido até que uma solução de captura exibisse um aumento em condutividade de cerca de zero a aproximadamente 30 μSiemens. A condutividade aumentará linearmente como uma função do tempo depois que um período de indução é decorrido. O aumento de condutividade linear foi extrapolado de volta ao eixo χ de modo a ter uma medição exata do tempo de indução. A solução de éster de ácido graxo contendo ODEA teve um período de indução de 5,36 horas enquanto a mesma solução contendo AMP teve um período de indução de apenas 0,68 horas mostrando que AMP é muito mais volátil do que ODEA em sistemas do tipo de tinta alquídica. Exemplo 4: melhor formação de película

As tintas formuladas com BDEA exibem propriedades de formação de película superiores, conforme a série seguinte de quatro tintas compostas com duas alcanolaminas neutralizantes diferentes demonstra (quantidades de ingrediente dadas em libras por 100 galões (0,45 kg por 0,38 cm3) (US)).

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Ti-Pure® R-946: Pasta fluid a de dióxido de titânio vendic a por Dupont (Wilmington, DE) BYK® 022: Anti-espumante de silicona vendido por Byk (Wesel, Germany) Kathon® LX: conservante de MIT/CMIT vendido pela Rohm & Haas (Philadelphia, PA) BDEA: butildietanolamina 6,2 miliequiv/g AMP-95: Alcanolamina (10,7 mequiv/g) vendida pela Dow (Midland, MI) Rhoplex® SG 30: Toda resina zero-VOC acrílica vendida pela Rohm & Haas (Philadelphia, PA) Aersol® OT-75: tensoativo aniônico vendido pela Cytec Industries (West Paterson, NJ) Acrysol® RM 7: Espessante vendido pela Rohm & Haas (Philadelphia, PA)

As 12 tintas acima foram examinadas com respeito à formação de película em baixa temperatura em papel Leneta selado e não selado. As amostras de tinta e equipamento de redução foram colocados em um refrigerador (40° F) durante duas horas. As tintas foram aplicadas por redução em um quadro selado/não selado Leneta Form HK a uma espessura uniforme de 6 mils. As reduções depois foram deixadas secar em uma posição horizontal durante 24 horas em 40° F. Depois da secagem, as reduções foram examinadas e classificadas usando o Lab Rating System. Os resultados da formação de película selada são mostrados na Figura 1 e os resultados da formação de película não selada são mostrados na Figura 2.

Estes resultados demonstram que até 50 % do solvente coalescente podem ser omitidos quando do uso de uma quantidade correspondente de BDEA sem afetar a qualidade da película. O uso de BDEA como a amina neutralizante assim não apenas contribui para o teor de VOC da formulação de tinta mas permite além disso reduzir a quantidade de solvente coalescente de VOC sem afetar a formação de película.

Exemplo 5: redução da quantidade de solvente coalescente

As quatro formulações de tinta seguintes foram derivadas reduzindo- se a quantidade de solvente coalescente volátil de uma fórmula de referência até a extensão máxima feita possível pelo uso de diferentes alquüaicanolaminas. As quatro fórmulas comparativas são dadas abaixo (quantidades de ingrediente em libras por 100 galões (0,45 kg por 0,38 cm3) (US)):

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Ti-Pure® R-746: Pasta fluida de dióxido de titânio vendida pela Dupont (Wilmington, DE) BYK® 022: anti-espumante de silicona vendido pela Byk (Wesel, Germany) Kathon® LX (1,5 %): conservante em lata vendido pela Rohm & Haas (Philadelphia, PA) BDEA: butildietanolamina 6,2 miliequiv/g vendida pela Taminco Supersperse® 95: Aleanolamina (12,6 mequiv/g) vendida pela Eagle Mkt. (St. Louis, MO) AMP-95: Alcanolamina (10,7 mequiv/g) vendida pela Dow (Midland, MI) Amônia (26 %): solução de amônia aquosa

Rhoplex® SG-30: Toda emulsão de resina acrílica vendida pela Rohm & Haas (Philadelphia, PA)

Texanol: isobutirato de 2,2,4-trimetil-l,3-pentanodiol vendido pela Eastman (Kingsport, TN)

Aersol® OT-75: Tensoativo aniônico vendido pela Cytec Industries (West Paterson, NJ) Acrysol® RM-7: Modificador de reologia vendido pela Rohm & Haas (Philadelphia, PA)

Com base no volume total da formulação de tinta, os níveis de VOC necessários de tintas não fundamentados em BDEA foram todos acima de 60 gramas por litro. O nível de .VOC da tinta com base em BDEA foi abaixo de 60 gramas por litro. Quando o volume de água usado para preparar a formulação de tinta é diminuído do volume total deste, a formulação que é fundamentada em BDEA tem um teor de VOC de menos do que 70 g/l. Este é um parâmetro importante visto que ele não é influenciado pela quantidade variável de água que pode ser adicionada à formulação de tinta. Os resultados de teste funcional para estas quatro tintas são dados abaixo:

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Os resultados acima ilustram que o tempo em aberto da tinta é mais longo do que quando BDEA é usado como amina de neutralização. Consequentemente, quando um tempo em aberto mais longo não é necessário, parece ser possível reduzir a quantidade de co-solvente (propileno glicol) para reduzir mais o teor de VOC da formulação de tinta.

Tendo descrito a invenção, nós agora reivindicamos o seguinte e seus equivalentes.

Claims (20)

1. Método para reduzir o teor do composto orgânico volátil (VOC) de uma formulação de tinta de látex obtida misturando-se componentes diferentes que incluem pelo menos um aglutinante, pelo menos um pigmento, água e pelo menos um agente de neutralização, o dito agente de neutralização sendo adicionado em uma tal quantidade que a formulação tem um pH de pelo menos 8,5, caracterizado pelo fato de que o uso é feito como o dito agente de neutralização de pelo menos uma N-alquildialcanolamina da fórmula RN(CH2CH2OH)2 ou RN(CH2CH(OH)CH3)2 em que R é um grupo alquila ou isoalquila com 4 a 8 átomos de carbono; N-alquildialcanolamina esta que tem uma pressão de vapor menor do que 0,1 mm Hg, preferivelmente menor do que 0,01 mm Hg, a -20°C e um ponto de ebulição a 760 mm Hg maior do que 250°C de modo que eles não contribuem para o teor de VOC da formulação.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos componentes que são misturados para produzir a formulação de tinta compreendem um solvente coalescente que é um composto orgânico volátil, a dita N-alquildialcanolamina sendo usada para reduzir a quantidade do solvente coalescente necessário para melhorar o processo de coalescência do aglutinante.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizado pelo fato de que os ditos componentes que são misturados para produzir a formulação de tinta compreendem um co-solvente que é um composto orgânico volátil e que aumenta o tempo em aberto da formulação de tinta, a dita N-alquildialcanolamina sendo usada para reduzir a quantidade do co- solvente necessário para atingir um tempo em aberto pré-determinado.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3 caracterizado pelo fato de que os componentes usados para produzir a formulação de tinta são selecionados em uma tal maneira que a formulação contém menos do que 60 g/l de VOC com base no volume total da formulação de tinta.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4 caracterizado pelo fato de que os componentes usados para produzir a formulação de tinta são selecionados em uma tal maneira que a formulação contém menos do que 75 g/l de VOC, preferivelmente menos do que 73 g/l e mais preferivelmente menos do que 70 g/l, com base no volume da formulação de tinta do qual o volume de água foi diminuído.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5 caracterizado pelo fato de que a dita N-alquildialcanolamina é selecionada do grupo que consiste de n-butildietanolamina, n- pentildietanolamina, n-hexildietanolamina, n-heptildietanolamina, n- octildietanolamina, n-butildipropanolamina, n-pentildipropanolamina, n- hexildipropanolamina, n-heptildipropanolamina e n-octildipropanolamina.

7. Método de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato de que a dita N-alquildialcanolamina é n-butildietanolamina ou n- octildietanolamina, a dita N-alquildialcanolamina sendo preferivelmente n- butildietanolamina.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita N-alquildialcanolamina é usada em uma quantidade de pelo menos duas, preferivelmente em uma quantidade de pelo menos três e mais preferivelmente em uma quantidade de pelo menos quatro libras por cem galões (1,8 kg por 0,38 m ) da formulação, a N- alquildialcanolamina sendo em particular usada em uma quantidade no máximo dez libras por cem galões (4,5 kg por 0,38 m ) da formulação.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 8 caracterizado pelo fato de que o aglutinante é uma resina vinil-acrílica.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 8 caracterizado pelo fato de que o aglutinante é um 100 % de resina acrílica.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 10 caracterizado pelo fato de que dito pigmento é adicionado em uma tal quantidade que a concentração do volume de pigmento da formulação é 10 % a 70 %, preferivelmente 10 % a 50 %.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 11 caracterizado pelo fato de que os ditos componentes que são misturados para produzir a formulação de tinta adicionalmente compreendem um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste de agentes de nivelamento, modificadores de reologia, inibidores de corrosão, biocidas, fungicidas, e removedores de espuma.

13. Uso de pelo menos uma N-alquildialcanolamina da fórmula RN(CH2CH2OH)2 ou RN(CH2CH(OH)CH3)2 em que R é um grupo alquila ou isoalquila com 4 a 8 átomos de carbono; N-alquildialcanolamina esta que tem uma pressão de vapor menor do que 0,1 mm Hg, preferivelmente menor do que 0,1 mm Hg, a 20°C e um ponto de ebulição a 760 mm Hg maior do que 250°C, caracterizado pelo fato de ser como agente de neutralização em uma formulação de tinta de látex para reduzir o teor do composto orgânico volátil (VOC) deste, a formulação de tinta sendo obtida misturando-se componentes diferentes que incluem pelo menos um aglutinante, pelo menos um pigmento, água e pelo menos um agente de neutralização.

14. Uso de acordo com a reivindicação 13 caracterizado pelo fato de que a formulação de tinta contém menos do que 60 g/l de VOC com base no volume total da tinta.

15. Uso de acordo com a reivindicação 13 caracterizado pelo fato de que a formulação de tinta contém menos do que 75 g/l de VOC, preferivelmente menos do que 73 g/l e mais preferivelmente menos do que 70 g/l, com base no volume da formulação de tinta do qual o volume de água foi diminuído.

16. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 15 caracterizado pelo fato de que os ditos componentes que são misturados para produzir a formulação de tinta compreendem um solvente coalescente que é um composto orgânico volátil, e em que a dita N-alquildialcanolamina é usada para reduzir a quantidade do solvente coalescente necessário para melhorar o processo de coalescência do aglutinante.

17. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 16 caracterizado pelo fato de que os ditos componentes que são misturados para produzir a formulação de tinta compreendem um co-solvente que é um composto orgânico volátil e que aumenta o tempo em aberto da formulação de tinta, a dita N-alquildialcanolamina sendo usada para reduzir a quantidade do co-solvente necessário para atingir um tempo em aberto predeterminado.

18. Formulação de tinta de látex, caracterizada pelo fato de ser obtida pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, em que a formulação de tinta tem um pH de pelo menos 8,5 e compreende pelo menos um aglutinante, pelo menos um pigmento, água e pelo menos um agente de neutralização compreendendo pelo menos uma N- alquildialcanolamina da fórmula RN(CH2CH2OH)2 ou RN(CH2CH(OH)CH3)2 em que R é um grupo alquila ou isoalquila com 4 a 8 átomos de carbono; N-alquildialcanolamina esta que tem uma pressão de vapor menor do que 0,1 mm Hg, preferivelmente menor do que 0,01 mm Hg, a -20°C e um ponto de ebulição a 760 mm Hg maior do que 250°C de modo que eles não contribuem para o teor de VOC da formulação.

19. Formulação de tinta de látex de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que tem um teor de VOC menor do que 60 g/l com base no volume total da formulação de tinta.

20. Formulação de tinta de látex de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizada pelo fato de que tem um teor de VOC menor do que 75 g/l, preferivelmente menor do que 73 g/l e mais preferivelmente menor do que 70 g/l de VOC, com base no volume da formulação de tinta do qual o volume de água foi diminuído.