PT96294A - Processo para a preparacao de composicoes de revestimento a base de agua para superficies exteriores - Google Patents

Description

V ROHM AMD HAAS COMPANY "PROCESSO PARA A PREPARAÇAO DE COMPOSIÇÕES DE REVESTIMENTO À BASE DE ÂGUA PARA SUPERFÍCIES EXTERIORES" A presente invenção diz respeito a composiçoes de revesti mento à base de tintas de água para superfícies exteriores, que, depois da plicação, desenvolvem rapidamente uma resistência à lavagem pela água da chuva. Estas composições compreendem uma dispersão aquosa de polímero de látex insolúvel em água e uma solução floculante. Quando se comparam com as tintas à base de dissolventes, as tintas â base de água tim a vantagem de originar menores emissões de dissolventes tóxicos e da fácil limpeza do local e do equipamento de aplicação de pintura. No entanto, as tintas a base de água são vulneráveis a danos provocados por água durante e imediatamente depois da aplicação.

Imediatamente depois da aplicação, os mastiques para telhados à base de tintas de água são particularmente vulneráveis â lavagem devido à precipitação de água da chuva não prevista. Existe uma necessidade substancial de mastiques para telhados à base de tintas de água e de outros produtos de revestimento ã base de água que resistam à lavagem imediatamente depois da aplicação ou ao fim de muito pouco tempo após a aplicação. Esta -2-

propriedade é referida como resistência â lavagem precoce.

Na patente de invenção norte-americana US-A-4571415, âs composições de mastique para telhados adiciona-se um sal solúvel em água de um ião complexo polivalente que tem ligandos lábeis voláteis tais como o ião complexo de zinco e amónio. Acredita-se que a resistência â lavagem precoce resulta da precipitação do ião metálico polivalente dos polímeros aniónicos utilizados para dispersar os pigmentos e que os iões metálicos polivalentes fiquem disponíveis para essa precipitação quando o ião metálico complexo é desviado através dos vários equilíbrios que o ligam ao iao metálico. 0 ligando, por exemplo, acredita-se que seja perdido pela superfície da tinta ou da massa de calafetagem para a atmosfera, depois de aplicada. Há alguns problemas com a incorporação do agente flocu-lante na composição de mastique para telhados antes de ele ser aplicado no telhado, como na patente de invenção norte-americana US-A-4571415. 0 bicarbonato de zinco-tetramina necessita de valores elevados do pH na formulação (por exemplo, 10) a fim de manter a sua estabilidade durante a armazenagem. Também constitui uma objecção o seu cheiro a amoníaco. 0 emprego de um agente floculante fortemente catiónico é evitado porque a estabilidade coloidal tem de ser mantida até se aplicar o mas tique. Isso necessita um agente floculante latente, cuja acção necessariamente tem de ser atrasada em certo grau. -3-

Na patente de invenção norte-americana US-A-4386992, utiliza-se um agente gelificante copulverizado para aumentar a resistência de ligação inicial de um adesivo, tal como acontece quando se liga uma espuma de poliuretano com a chapa de aço do tecto de um automóvel.

Na patente de invenção norte-americana US-A-3823024, descreve-se um revestimento de protecção temporária que é facilmente retirável. Este revestimento é obtido pulverizando uma corrente de látex e uma corrente de agente coagulante sobre uma superfície conjuntamente com um agente que facilita a desligação.

De acordo com-a presente invenção, proporciona-se uma tinta resistente à lavagem, que compreende uma dispersão anionaca mente estabilizada de látex insolúvel em água e de um polímero catiónico quaternário. Os dois componentes são armazenados separa damente e pulverizados sobre a superfície em que é feita a aplicação para formar o revestimento final. 0 polímero catiónico quaternário é preferivelmente copulverizado com o mastique anió-nico do telhado. 0 polímero catiónico quaternário preferido e resina de poliamida/epicloridrina.

Quando as duas correntes se misturam, o polímero catiónico quaternário flocula o mastique aniónico do telhado com o fim de provocar o endurecimento rápido que evita a lavagem. 0 agente floculante não se mistura com o mastique do telhado antes da -4-

utilização, o que evita problemas de estabilidade em armazenagem. Ao contrário dos mastiques para telhados que contêm complexo de zinco, não e necessário esperar que aconteça a perda de amoníaco (descida do pH) do revestimento para a floculação começar. Surpre endentemente, a resistência dos revestimentos secos á água i muito melhor com a resina de poliamida/epicloridrina do que com o complexo de zinco.

POLÍMERO ANIÕNICO

Preparam-se as dispersões aquosas de polímero de látex insolúvel em água utilizado nas composições de acordo com a presente invenção por polimerização em emulsão. As técnicas de polimerização em emulsão são bem conhecidas na técnica e são discutidas pormenorizadamente em D. C. Blackey "Emulsion Polyme-rization", (Wiley, 1975). Para preparar os polímeros de látex das presentes composições, pode utilizar-se qualquer mistura de monó-meros que origine um polímero de látex insolúvel em água que seja dispersável em água. Por exemplo, pode empregar-se como monõmero acetato de vinilo que, em si próprio, tem uma solubilidade em água apreciável, enquanto os homopolímeros de acetato de vinilo são insolúveis em água. Preferem-se os monõmeros acrílicos tais como os ésteres de alquilo do ácido acrílico e do ácido metacrí-lico. Os exemplos de monõmeros acrílicos que podem ser utilizados para preparar os polímeros de látex de acordo com a presente -5-

invenção incluem os ésteres de (C^-Cg)-alquilo do ácido acrílico e os ésteres de (C^-Cg)-alquilo do ácido metacrílico, tais como metacrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-etil-hexilo, acrilato de n-octilo, acrilato de sec.butilo, metacrilato de isobutilo e metacrilato de ciclopropilo.

Na preparação dos polímeros de emulsão usados nas compo sições de acordo com a presente invenção, podem também utilizar-se quantidades menores de monómeros alfa,beta-etilenicamente insaturados com uma apreciável solubilidade em água, tais como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido citra-cónico, acrilamida e metacrilamida. Como se sabe na técnica, a copolimerização destes monómeros solúveis em água com monómeros insolúveis em água confere muitas vezes propriedades desejáveis ao copolímero resultante, como por exemplo estabilidade do látex a longo prazo, dispersabilidade e aumento da adesão a substratos específicos.

Os monómeros acídicos que podem ser utilizados na prepa ração das emulsões empregadas na presente invenção são ácidos alfa,beta-monoetilenicamente insaturados, tais como ácido maleico, fumárico, aconítico, crotónico, citracónico, acriloxi-propiónico e oligõmeros superiores de ácidos acrílico, metacrílico e itacónico. Outros exemplos de monómeros acídicos monoetilenicamente -6- ( insaturados que podem ser copolimerizados para formar os polímeros de acordo com a presente invenção insolúveis em água são ésteres parciais de ácidos dicarboxílicos alifãticos insaturados e, particularmente, os semi-ésteres de alquilo desses ácidos. Sâo exemplos desses ésteres parciais os semi-ésteres de alquilo do ácido itacõnico, ácido fumãrico e ácido maleico, em que o grupo alquilo contém um a seis átomos de carbono. Os membros representativos deste grupo de compostos incluem itaconato ácido de metilo, itaconato ácido de butilo, fumarato ácido de etilo, fuma-rato ácido de butilo e maleato ácido de metilo.

Os polímeros de emulsão podem conter um monómero aromático alfa,beta-etilenicamente insaturado como estireno, vinil--tolueno, 2-bromo-estireno, o-bromo-estireno, p-cloro-estireno, o-metoxi-estireno, p-metoxi-estireno, éter alil-fenílico, éter alil-tolílico e alfa-metil-estireno.

Os polímeros de emulsão de acordo com a presente invenção podem conter um monómero hidrofílico não ionogénico polar ou polarizãvel, tal como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, cis-crotononitrilo, trans-crotononitrilo, alfa-ciano-estireno, alfa-cloro-acrilonitrilo, éter etil-vinílico, éter isopropil--vinílico, éter isobutil-vinílico e éter butil-vinílico, éter dietilenoglicol-vinílico, éter decil-vinílico, acetato de vinilo, (met)acrilatos de hidroxi-alquilo, tais como metacrilato de 2-hidroxi-etilo, acrilato de 2-hidroxi-etilo, metacrilato de 7-

3-hidroxi-propilo, acrilato de butanodiol, acrilato de 3-cloro--2-hidroxipropilo, acrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo e vinil-tióis, tais como metacrilato de 2-mercapto-propilo, metacrilato de 2-sulfo-etilo, vinil sulforeto de metilo e vínil-sulfureto de propilo.

Os polímeros de emulsão de acordo com a presente invenção podem conter um éster monomirico de vinilo em que o agrupamento ácido do éster é escolhido dos ácidos aromáticos e (Ci-Cig)-a.lifáticos. Exemplos desses ácidos incluem os ácidos fórmico, acético, propiónico, n-butírico, n-valérico, palmítico, esteárico, fenil-acético, benzéico, cloro-acético, dicloro-acé-tico, gama-cloro-butírico, 4-clorobenzõico, 2,5-dimetil-benzoico, o-toluico, 2,4,5-trimetoxi-benzóico, ciclobutano-carboxilico, ciclo-hexano-carboxílico, 1-(p-metoxi-fenil)-ciclo-hexano-carbo-xílico, l-(p-tolil)-l-ciclopentano-carboxílico, hexanõico, mirís-tico e p-toluico. A mistura de monómeros pode também incluir monómeros multifuncionais, tais como metacrilato de alilo, divinil-benzeno, dimetacrilato de dietilenoglicol, dimetacrilato de etilenoglicol, diacrilato de 1,6-hexanodiol, dimetacrilato de 1,3-butilenoglicol, triacrilato de trimetilol-propano e trimetacrilato de trimetilol--propano. -8-

As técnicas de polimerização de emulsão convencionais podem ser empregadas para preparar os polímeros utilizados nas composiçoes de acordo com a presente invenção. Assim, os monõ-meros podem ser emulsionados com um agente dispersante aniónico ou não iónico, de que se pode utilizar cerca de 0,5 % a 10 % em peso em relação ao peso dos monómeros preparados. Os monõmeros acídicos são solúveis em água e servem assim como agentes disper-santes que auxiliam o emulsionamento dos outros monõmeros utilizados. Pode usar-se um agente iniciador de polimerização do tipo de radicais livres, como, por exemplo, per sulfato de amónio ou persulfato de potássio, sozinho ou em associação com um agente acelerador, como metabissulfito de potássio ou tiossulfato de sódio. O agente iniciador e o agente acelerador, vulgarmente designados por catalisadores, podem ser utilizados em proporções compreendidas entre 0,5 t e 2 % de cada um deles com base no peso dos monómeros a ser copolimerizados. Podem usar-se processos térmicos e redox. A temperatura de polimerização pode variar desde a temperatura ambiente até 90° C ou superior, como e convencional. Podem usar-se processos descontínuos, de adição gradual, contínuos e de andares múltiplos.

Os exemplos de agentes emulsionantes que são apropriados para o processo de polimerização das emulsões utilizadas de acordo com a presente invenção incluem sais de metais alcalinos e sais de amónio de alquilo, arilo, alcarilo e aralquil--sulfonatos, sulfatos e poliéter-sulfatos; os correspondentes -9-

fosfatos e fosfonatos; e ácidos gordos alcoxilados, ésteres, álcoois, aminas, amidas; e alquil-fenóis.

Para controlar a massa molecular do polímero na mistura em polimerização, sao muitas vezes desejáveis agentes de transferência da cadeia, que incluem mercaptanos, polimercaptanos e compostos poli-halogenados.

Os ligantes de látex poliméricos apropriados estão comercialmente disponíveis num certo número de vendedores. A quantidade relativa do látex de polímero utilizada nas composições de acordo com a presente invenção depende da aplicação pretendida. Em geral, a proporção em peso de pigmento inorgânico para agente ligante pode variar entre 1/1 e cerca de 5/1, preferivelmente entre cerca de 1/1 e 4/1. No caso de mastiques para telhados, pode utilizar-se uma proporção de pigmento para agente ligante compreendida entre cerca de 1/1 e 3/1, sendo preferida uma proporção igual a cerca de 2/1. Ê desejável manter a concentração em volume de pigmento abaixo da concentração crítica em volume do pigmento, como é bem conhecido na técnica de revestimentos.

Para mastiques, massas de vidraceiro ou vedantes baseados em látex aquoso de acordo com a presente invenção, o teor total de sólidos pode variar entre cerca de 50 e cerca de 90 1 em peso, preferivelmente entre cerca de 60 e cerca de 85 %. 0 teor de sólidos é mantido o mais alto possível, desde que se -10- consiga atingir uma consistência útil.

POLÍMERO CATIÔNICO 0 polímero catiónico preferido é resina de poliamida--epicloridrina. As resinas de poliamida/epicloridrina preparam-se geralmente por meio da reacção entre um ácido dicarboxílico e uma polialquileno-poliamida para formar uma poliamida de cadeia comprida solúvel em água que contém unidades repetidas de fórmula geral O 0 -m4Cn H2n™'

II H -C-R-C— na qual os símbolos n e x representam, cada um deles, o número 2 ou maior, preferivelmente compreendida entre 2 e 4; e o símbolo R representa um radical orgânico biva-lente de ácido dicarboxílico.

Em seguida, faz-se reagir esta poliamida de cadeia comprida com epicloridrina para formar uma resina termo-endure-cível catiónica solúvel em água. A resina de poliamida/epicloridrina está comercialmente à venda como resina "Polycup" na firma Hercules, Inc.. Soluções de diferentes níveis de sólidos são vendidas sob diferentes números de produtos, por exemplo, Polycup 172 ou Polycup 1884. -11- A proporção de agente floculante na formulação de mastique para telhados é importante. A percentagem de sólidos da resina de agente floculante com base na formulação total do mastique para telhados deve estar compreendida entre 0,3 I e 5 I, preferivelmente entre 0,5 % e 3 % em peso. A proporção depende da estabilidade da formulação de mastique para telhado, sendo necessária uma maior quantidade de resina de poliamida/epiclori-drina se o mastique para o telhado for mais estável à floculação. Quando se aplica o revestimento com taxas de pulverização maiores, é geralmente necessária uma maior proporção de agente floculante para produzir um endurecimento rápido porque o revestimento pode não secar suficientemente entre as passagens de uma pistola de pulverização. Consequentemente, é necessária uma acção floculante mais forte para evitar o escoamento leitoso quando água incide no revestimento. Se se utilizar demasiadamente pouco agente floeulante, o mastique para o telhado não flocula no grau suficiente. Se se utilizar uma quantidade demasiadamente grande de agente floculante, o líquido da solução floculante pode reduzir o teor global de sólidos da mistura num grau tal que provoque o escoamento leitoso do revestimento. Por outras palavras, a acção de diluição da água que solubiliza a poliamida/epicloridrina pode vencer a acção floculante da resina de poliamida/epicloridrina. Portanto, é desejável uma solução de poliamida/epicloridrina com um elevado teor de sólidos para minimizar a diluição do revestimento final mas os sólidos não devem estar presentes numa quantidade de tal maneira elevada que não se consiga -12-

realizar a boa atomização e mistura.

Em geral, o nível de sólidos do agente floculante é menor do que o nível de sólidos das formulações de mastique para telhado. Os sólidos da solução de resina de poliamida/epiclori-drina podem variar entre 10· % até ao limite de solubilidade da resina, preferivelmente entre 15 % e 40 %. A resina de poliamida/epicloridrina é preferivelmente uma solução aquosa. Dissolventes orgânicos, como por exemplo isopropanol, podem substituir total ou parcialmente a água desde que se mantenha a solubilidade. Podem usar-se outros polímeros catiónicos quaternários•mas prefere-se a poliamida/epicloridrina.

MfiTODO DE APLICAÇÃO

Preferivelmente, o agente floculante e o mastique para o telhado são aplicados simultaneamente ao substrato. De acordo com uma forma de realização, o agente floculante e o mastique para o telhado são, cada um deles, pulverizados sob a forma de correntes convergentes ou sobre postas e misturadas no estado de neblina quando aplicados ao substrato. A máquina de pulverização particular utilizada para aplicar o revestimento de acordo com outra forma de realização não é crítica e inclui qualquer máquina que pode pulverizar tanto o agente floculante como a -13-

formulação de mastique para telhado de modo que as áreas de pulve rização se sobreponham. Por exemplo, podem usar-se duas pistolas de pulverização se forem reguladas de tal modo que ambas as areas de pulverização se sobreponham ou pode usar-se πτπα pistola de pulverização que tenha dois injectores de pulverização (por exemplo, pistola de pulverização de vários componentes Binks Modelo 69GW, da firma Binks Manufacturing Co., Franklin Park, Illinois, Estados Unidos da América). Como variante, o agente floculante e a formulação de mastique para o telhado podèm ser misturados internamente e pulverizados com uma única pistola de pulverização.

Como uma variante para a copulverização simultânea, a solução de resina de poliamida/epiclo.ridrina pode ser pulverizada como uma segunda demão por cima do primeiro revestimento de mastique do telhado.

Admite-se que a resina catiónica de poliamida/epiclori-drina flocule o polímero em emulsão disperso anionicamente e pigmentos para formar agregados ou aglomerados que são demasiadamente grandes para serem transportados para fora por meio da água da chuva que choca ou orvalho intenso. Depois da remoção da água, a resina de poliamida/epicloridrina pode reagir lentamente com grupos carboxilo presentes na emulsão de polímero para melhorar a resistência á água -14- •C00” + HOCH N\ X OH, í

Cl >

+ HCI $

COOCH CHCH2N OH A resina de poliamida/epicloridrina pode também reagir consigo própria de modo a eliminar a carga iónica e reduzir a hidrofilicidade : <> NH + HOCH N+ Cl -^

£ Xc<(J (amina livre noutra cadeia de resina)

+ HCI -15-

PIGMENTOS E ADITIVOS

Tal como é utilizada na presente memória descritiva e nas reivindicações, a palavra "pigmento" refere-se a materiais inorgânicos que são utilizados para conferir qualidades estéticas e funcionais, tais como rútilo e anatase de dióxido de titinio, pigmento sintético como partículas de polímero e materiais inorgânicos que sao usados para carregar as composições, como carbonato de cálcio ("cargas").

Os pigmentos encontram-se presentes em uma quantidade compreendida entre 10 % e 90 % em peso dos sólidos totais existentes na composição dependendo da consistência pretendida, da presença ou da ausência de agentes espessantes, da quantidade e da identidade do dissolvente utilizado, etc.. Os pigmentos apropriados incluem dióxido de titânio sob a forma de rútilo e anatase, calcite, calcário, mica, talco, fibra ou pó de amianto, terra de diatomáceas, barites, alumina, farinha de ardósia, silicato de cálcio, argila, sílica coloidal, carbonato de magnésio, silicato de magnésio, óxido de zinco, etc.. As quantidades de dissolvente, caso seja empregado, pigmento e sólidos de polímero são tais que se confira às composições de massa de vidraceiro uma consistência semelhante a massa. Os mastiques para telhado têm uma consistência ligeiramente mais fina e uma viscosi dade aproximadamente compreendida dentro do intervalo de 80 - 120 K. 0. -16-

0 pigmento utilizado nas composições de acordo com a presente invenção pode ser dispersado usando equipamento de dispersão de alta velocidade, tal como um dispersador Cowles.

Como um agente auxiliar de dispersão e auxiliar de estabilização da dispersão, utiliza-se um polímero aniónico, tal como poliacri-lato ou polifosfato. Como agentes dispersantes, preferem-se copollmeros de ácido acrílico e/ou de ácido metacrílico com acrilatos de alquilo inferior. Em outra forma de realização preferida, utiliza-se tripolifosfato de sódio para dispersar os pigmentos inorgânicos. A quantidade de agente dispersante utilizada depende da área superficial do pigmento empregado por unidade de volume da composição. A quantidade é facilmente determinável pelos especialistas na matéria utilizando técnicas conven cionais.

Os agentes dispersantes aniónicos que podem ser usados são materiais poliméricos carregados anionicamente empregados para dispersar os materiais inorgânicos utilizados como pigmento ou como carga de composições de revestimento, mastique para telhado, massas de vidraceiro ou vedantes de acordo com a presente invenção. 0 tripolifosfato de sódio (CAS Reg. NQ 7758-29-4) é um agente dispersante aniónico preferido, tal como acontece com o tripolifosfato de potássio. Os poliacrilatos são também agentes dispersantes preferidos e a combinação de poliacri latos e de polifosfatos é especialmente preferida. Podem ser utilizados outros tipos de fosfatos "condensados”, isto é, orto-fosfatos polimerizados desidratados em que a proporção de Ε^,Ο ^-7 -17- para ® menor do que 3 para 1. Podem usar-se polímeros sulfo- nados, incluindo policondensados sulfonados de naftaleno/formal-deído, polimaleatos, dispersantes derivados de produtos naturais, como, por exemplo, tanino, ligninas, alginatos, gluconatos, glucõsidos e fosfonatos orgânicos que incluem metileno-fosfo-natos. 0 tipo particular e a quantidade de agente dispersante empregado podem depender dos tipos de pigmentos e dos graus escolhidos e graus particulares de certos pigmentos, por exemplo, dióxido de titânio, encontram-se comercialmente disponíveis sob a forma pré-dispersada.

As composições de acordo com a presente invenção podem ser espessadas utilizando os agentes espessantes de tintas convencionais, caso assim se pretenda. Por exemplo, podem utilizar-se agentes espessantes celulósicos tais como metil-celulose e hidroxi-etil-celulose. Também podem utilizar-se outros tipos de agentes espessantes e agentes modificadores da reologia, tais como emulsões alcalinas solúveis hidrofóbicas associativas. A quantidade de agente espessante empregada depende do tipo dos produtos de revestimento a serem preparados, da proporção de pigmento/agente ligante da composição, do tipo e do grau de agente espessante empregado, da técnica de aplicação utilizada, etc..

As composições de acordo com a presente'invenção podem também incluir ingredientes de tintas de revestimento convencio- -18- nais, tais como agentes preservantes do metal das embalagens, agentes antimicrobianos, agentes miedicidas, agentes anticongelantes, agentes coalescentes, agentes anti-espumificantes, corantes, substâncias coradas, codissolventes, agentes plastifi-cantes e agentes promotores da adesão.

De acordo com um outro aspecto, a presente invenção proporciona um conjunto de embalagens para preparar as composições, por exemplo composições de mastique, conjunto esse que compreende um recipiente que inclui a emulsão de polímero aniõnico e outro recipiente que compreende o polímero catiónico quaternário.

Os Exemplos seguintes são descritos para ilustrar melhor a presente invenção. Estes Exemplos não devem ser considerados como limitando o âmbito da presente invenção que se descreve nas reivindicações.

EXEMPLOS

PREPARAÇÃO DOS POLÍMEROS DE LÃTEX

Os polímeros de látex utilizados, Rhoplex EC-1895 e Ehoplex EC-1791, são mastiqpes para telhados acrílicos comercializados pela firma Rohm and Haas Company, Filadélfia, Pa., -19-

Estados Unidos da America. Foram preparados pelos processos de descrito na patente de invenção norte-americana US-A-4571415.

PREPARAÇÃO DE MASTIQUES PARA TELHADO

Prepararam-se mastiques para telhado utilizando as

Prepararam-se mastiques para telhado utilizando as técnicas de fabricação de tintas comuns, de acordo com as formu- FOKMULAÇÃO DE MASTIQUE ~ PARA TELHADOS ASM 95-3

Parte moída

Ingrediente Função Peso (g) Água Veículo 140,0

Hidroxietil-celulose Agente espessante 3,5 (Natrosol 250 MXR)

Etilenoglicol Agente coalescente 25,6

Foamaster VL Agente anti-espuma 4,0 KTPP Agente dispersante de polifosfato 1,5

Carbono de cálcio Pigmento/carga 532,9 (Duramite)

Oxido de zinco Pigmento reactivo/ 59,2 (Kadox 515) agente estabilizante 20- 20- 88,8 116,4

Dióxido de titânio Agente opaco/reflector (Tipure R-960)

Rhoplex EC-1895 Agente ligante (62,5%)

Emulsão polimérica aniónica

Natrosol-Hercules, Inc., Wilmington, De. Foamaster VL-Process Chemical Div., Diamond Shamond Chemicals Co., Morristown, N. J. Duramite-Thompson-Weiman & C., Cartersville, Ga. Kadox - New Jersey Zinc, Bethlehem, Pa. Tipure-E. I. duPont de Nemours Co., Wilmington, De.; Rhoplex-Rohm & Haas Co., Philadelphia, Pa. KTPP-FMC Corp., Philadelphia, Pa..

Combinaram-se os ingredientes acima mencionados e moeram-se durante quinze minutos num dispersor de alta velocidade. 0 produto moído foi diluído a pequena velocidade enquanto se adicionavam os seguintes ingredientes. -21-

Ingrediente de diluição Função Peso Rhoplex E.C-1895 Agente ligante 315,4 Texanol Agente coalescente 7,8 Skane M-8 Agente mildicida 2,3 Foamaster VL Agente anti-espuma 6,0 Âgua Agente veicular 1,0 Hidróxido de amónio (28 %) Agente de ajustamento do pH 7,1

Texanol-Eastman Kodak, Rocherter, N. Y. Skane-Rohm & Haas, Philadelphia, Pa.

Propriedades

Proporção de pigmento para agente ligante Concentração em volume de pigmento Percentagem total de sólidos 2,58/1,0 48.0 73.1 -22-

FORMDLAÇÃO DE MASTIQUE PARA TELHADOS ARM 91-1

Parte molda

Ingrediente Função Peso (] Ãgua Agente veicular 16,0 Hidroxietil-celulose (Natrosol 250 MXR) Agente espessante 140,74 Etilenoglicol Agente coalescente 24,38 Nopco NXZ Agente anti-espuma 1,90 KTPP Agente dispersante de polifosfato 1,43 Tamol 850 Agente dispersante 4,76 Carbonato de cálcio (Duramite) Garga de pigmento 422,72 Oxido de zinco (Kadox 515) Pigmento reactivo/agente estabilizante 46,95 Dióxido de titânio (Tipure R-960) Agente opaco/reflector 70,37

Nopco NXZ-Process Chemical Division, Diamond Shamrock Chemical Co., Morristown, N. J..

Combinaram-se os ingredientes acima mencionados e moeram-se durante quinze minutos num dispersor de alta velocidade. Dilulu-se o produto moído a pequena velocidade com os seguintes ingredientes. -23-

Diluição :

Ingrediente Função Peso (g) Rhoplex EC-1791 (55,0 l) Agente ligante 470,59 Texanol Agente coalescente 6,95 Skane M-8 Agente mildicida 2,10 Nopco NXZ Agente anti-espuma 1,90 Hidróxido de amónio Agente de ajustamento de pH 0,95 Mói-se durante XO minutos adicionais.

Propriedades Proporção de pigmento para agente ligante 2,08/1 Concentração em volume de pigmento 43,0 Percentagem de sólidos totais 66,9.

DESCRIÇÃO DE PROCEDIMENTOS E DE MÉTODOS DE ENSAIO

APLICAÇÃO POR PULVERIZAÇÃO O pulverizador empregado foi uma pistola de pulverização de vários componentes Binks Modelo 69GW, com injector de fluido 68, orifício de 2,74 milímetros (0,110 polegadas); injector 2 de ar 68PB; agulha de fluido 568; proporcionando 5,6 kg/cm -24- (80 psi) aos injectores de atomização; e geralmente 0,69 a 2 - ~ 0,7 kg/cm (9 a 10 psi) de pressão do copo. Variou-se a pressão do copo dependendo da viscosidade da formulação de mastique para o telhado, a fim de se conseguir o caudal pretendido. Os caudais foram determinados pulverizando para dentro de um frasco de polie^ tileno de boca larga pesado durante um intervalo de tempo medido, repesando o copo e calculando o caudal em gramas por minuto.

Prepararam-se revestimentos sobre painéis de aço com a espessura aproximada de 0,38 milímetro (15 milésimos de polegada) de espessura.

RESISTÊNCIA Ã LAVAGEM

Colocaram-se revestimentos em painéis de aço num copo de papel de 0,95 litro (32 onças) segundo um ângulo igual a cerca de 60 graus em relação â horizontal e suportados na parte superior. 0 revestimento recebeu duas demãos de um pulverizador industrial (Freshness Plus Plant & Garden Spritzer, Environmental Control International, 409 Washington Ave., P. 0. Box 10126, Baltimore, Maryland, Estados Unidos da América) cada trinta segundos durante um período de cinco minutos. A distância entre o injector e o painel a revestir era igual a 203 a 254 milímetros (8 a 10 polegadas). 0 líquido que escorreu foi recolhido para observação e ensaio. Mediu-se a percentagem de transmissão da luz através da solução escorrida a 349 nm em comparação com um padrão -25- V. de água destilada, usando um espectrofotómetro Perkin-Elmer Lambda 38 UV/VIS.

ABSORÇÃO DE ÁGUA

Secaram-se as demãos de tinta na base exterior de um copo de papel de 118 mililitros (4 onças), com 45 mm de diâmetro e 4,8 mm de espessura, durante uma semana à humidade relativa de 75 % e, em seguida, secaram-se em estufa a 70° C durante três horas. Mergulharam-se os revestimentos de tinta secos em água desionizada, retiraram-se depois dos intervalos de tempo indicados, aplicou-se uma toalha de papel e pesou-se.

PASSAGEM DE ÃGUA

Este ensaio mede a resistência à passagem de água através de uma película com 0,51 milímetro (20 milésimos de polegada) de-espessura de mastique do telhado durante cinquenta horas. Vagaram-se películas de mastique para o telhado em papel de libertação STK-104-M1 (Arhco, 1450 N. W. Ave. W. Chicago, Illinois, Estados Unidos da América), um papel branco ligado revestido com polietileno e silicone. Secaram-se as películas durante sete dias, retiraram-se do papel de libertação, voltaram-se e secaram-se durante mais sete dias. 0 fundo foi retirado ,de uma lata de tinta -26-

com 118 mililitros (1/4 de pinto). Colou-se uma película de mastique para o telhado seco na lata utilizando uma mistura nas proporções de 90/10 (peso/peso) de resina epõxido Epon 828 (Shell Chemical Co.) e trietileno-tetramina. Depois de a cola de epõxido ter endurecido, a película de tinta foi aperfeiçoada. A lata e a película foram colocadas na parte superior de uma peça pesada de papel de filtro Fisher P4 com 90 milímetros de diâmetro e adicionaram-se 35 ml de água desionizada. Depois de cinquenta horas, repesou-se o papel de filtro para determinar qual a quantidade de água que tinha passado através da película de mastique do telhado.

Se a espessura da película não for exactamente igual a 0,051 mm (20 milésimos de polegada) normaliza-se o resultado para 0,051 mm (20 milésimos de polegada) multiplicando a espessura real da película em milésimos/20 milésimos. EXEMPLO 1

Este Exemplo demonstra que a resina de poliamida/epiclacL drina copulverizada pode evitar o escoamento leitoso quando o mastique do telhado é pulverizado com água enquanto está a secar. -27-

Cr

Diluiu-se Polycup 1884 (poliamida/epicloridrina, Hercules, Inc.) com água até 18 7o de sólidos e copulverizou-se em várias proporções com mastique para telhado ARM 95-3. Depois de secagem durante cinco minutos nas condições ambientes, pulverizou-se o revestimento com água desionizada para avaliar a resistência ã lavagem. Os resultados encontram-se indicados no Quadro I por ordem decrescente de proporção de Policup. Os "sólidos efectivos" que aparecem na lista correspondem á quantidade de água presente no revestimento global, isto é, os. sólidos calculados com base na mistura de Polycup e ARM 95-3.

Quando o valor do teor de sólidos efectivos é inferior a cerca de 69 %, a água'que se escoa é leitosa. Isto é assim porque a solução de Polycup adicionou demasiada água ao revestimento e evitou o assentamento (floculação e coalescência).

Havia uma gama óptima de proporções de Polycup que produzia um escorrimento claro, 0,3 7, a 1,9 7o, com base em ARM 95-3 não aquoso. As maiores proporções de Polycup diluíam excessivamente o revestimento com água ("sólidos efectivos" menores).

co 1 CU cd p N d •rl cd P ai cu n 0 > cu rP o bO d o Cu cd cu icd 0 a o cu cu cd cd H co n N

para o Telhado ARM 95-3 Copulverizado com Polycup 1884 (18 % de Sólidos) o o

o CO CD O 4j o O cu CU CU cu cu cu cu cu cu cu 4-J r* 0 r**1 r-1 4-1 P 4-1 4-> P P P P P P d Qi o d d d d d d d d d d d d cu tí cd rd (U cu CU cu cu CU Q) cu Q) cu 0 crt cu cu cu ρ P P P P P P P P P •rl *u Q o d d cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd a ÇJ <u CU cu cu eu CU CU eu cu CU cu cu rf\ o o co co co O CQ co co co co co CB d 0) CQ 4-1 4-1 d d d a d d d d d d d cd u/ cd •rl •rl cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd eu cu d d d p d d CU d P P P P P P n cd S S 4J 4-1 4-1 o 4-1 P P P P P P CQ O t> •Π P O 0)

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EXEMPLO 2

Este Exemplo demonstra que uma solução de Polycup com 36 % de sólidos também evita o escoamento leitoso.

Repetiu-se o Exemplo 1, com a diferença de se ter aumentado a concentração de Polycup de 18 para 36 %. Obtiveram-se soluções de escoamento essencialmente transparentes a 0,4 X - 2,5 % de sólidos de Polycup em ASM 95-3 não aquoso (Quadro II) seguinte. -30- e φ Mmυa)co

para o Telhado ARM 95-3 Copulverizado com Polycup 1884 (36 % de Sólidos)

o P 3 0)0 •rl o o) Hcd 3? < o P3 <U0cd O O CQ <U Φ Ό t O 1 o cd co cd co U O U O •rl i—! •rl P d) 0 Φ 3 50 rd bQ rO •rl Φ •H Φ P s i—1 3 O 0 O φ O Φ O 0 0 P P P P 0 cd cd •rl 3 •rl 3 cd CM CU 3 φ 3 Φ cu O 0 e e Θ Θ 0 C0 o > •rl P O Φ P '-N VD Φ &·« ·% V <y\ co VO O ΊΦ •rl i—1 »o co

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P.3 o PO PM CO I LO CT\ <

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CS

•<r CO CS r·- cs o o o <r cocs <r co cs -31-

Este Exemplo demonstra que a adição de resina de polia-mida/epicloridrina diminui a quantidade de transmissão de água através das películas de mastique de telhado.

Agitou-se Polycup 172 (poliamida/epicloridrina, Hercules) em mastique para o telhado ARM 95-3 a 0,10 % e a 0,23 % de sólidos relativamente à parte não aquosa. Submeteram-se as películas secas ao ensaio de imersão em água. Os resultados do Quadro III mostram que o Polycup reduziu a transmissão de água.

’ QUADRO III

Comportamento da Imersão em Água do Mastique do Telhado

Mastique para o telhado utilizado ARM 95-3 ARM 95-3 + 0,1 % de Polycup 172 ARM 95-3 + 0,23 % de Polycup 172

Passagem de agua (miligramas/20 polegadas de polegada/50 horas 95 +/- 32 80 +/- 27 40 +/- 6 -32-

EXEMPLO 4

Este Exemplo demonstra que as películas de mastique de telhado AKM 95-3 contendo 0,23 % de Polycup 172 uma resina de poliamida/epicloridrina (sólidos em ARM 95-3 não aquoso) absorvem menos água do que as películas sem a poliamida/epicloridrina. Ensaiou-se a absorção de água das películas de acordo com a maneira de proceder acima descrita. Os dados do Quadro IV mostram que uma película de mastique do telhado que contém poliamida/epicloridrina (Exemplo 4) absorve menos água do que o que tem essa resina que serve como controlo.

QUADRO IV

Absorção de Agua de Mastique do Telhado ASM- 95-3 Copulverizado com Polycup

Absorção de Ãgua (%)

Tempo (horas) Controlo (% de floculante) Exemplo 4 (0,23 %) 1 8,67 8,21 2 11,98 8,19 3 13,69 7,20 10 14,13 6,10 21 12,40 5,61 28 11,43 5,28 -33-

Este Exemplo demonstra a utilização de Merquat 100 (cloreto de dimetil-dialilamónio) como polímero quaternário catiónico para evitar o escoamento leitoso. Repetiu-se o Exemplo 1 com a excepção de se ter substituído o Polycup utilizado por Merquat 100 em igual base de peso. Secaram-se as amostras durante dez minutos ou durante cinco minutos antes do ensaio de pulverização. Quanto maior for o tempo de secagem, menos severo é o ensaio; quando o tempo de secagem é maior., pode evaporar-se mais água, fazendo contactar as partículas de polímero e de pigmento mais rapidamente para o revestimento "endurecer" irreversivelmente contra o escoamento leitoso. Os resultados da resistência â lavagem estão indicados no Quadro V, que mostra que uma "janela" apertada de sólidos percentuais de Merquat em relação a ARM 95-3 não aquoso produzia um escoamento transparente. -34- e CU M cd υ cd o cu Xl !Cd co O co cd cu CU Cd TU P •ri c p 0 cti cu Ph > ε r—l CU G H pj o uo o o m i—I t—i t—i o m i—1

Copulverizagão de Mastigue do Telhado ARM 95-3 com Solução de Merquat

0) a) 0 cu P cu P cu X o P G P C P P G CU G <u G cd G CU ε cu ε cu •r4 cu ε O cd o p cd o P o ε cd CD X co cd X CD cd G cd P O cd o (¾ cd O Ph < cu o O o o •r-l r-Ί p 1—1 CD P r-i CD o p o υ o o 0) G (U G G CU G G 0 cd m cd cd cd txO X X cd X rP cd cd G. <U α α o. •ri (U o <u P O <U P Ph <3 o o o i—1 G ε G P ε G P O CD o > •ri P O CU tp /—s» 00 00 00 cu sss σ o CD vo uo P*. p'- LO uo 00 00 i—1 i—1 CS) CS) CS) CM P- P^ P- P- P- P~ o X •ri 1—i >o co 4J Cti G σ' μ cu

2 co co 1 O cu in CD X σ O G CM CM CM CO co CS) CS) σ CD X σ Ln m O m m CS) csl o o 0 jGj < •h - •s •V *> X C τ—I 1—1 \—I o o o O o O •ri O t—1 £3 í Cd Ό CU !S CD

CU X 6>S P cd o /<\ G uo U0 CS) σ σ CO co <r 0 0 σ CS) CS) U0 oo co CO co rH i—1 •r-l o P P CD icd G cu CS) CS) o o o o o o CD o G S »cd G •H ε r-l ε 0 co rH CO w } cd cd uo CD \D vD 00 oo 00 00 co 00 X cd ε σ G X cd vO vD CO r-- P- r*- Γ-- cd P s C0 CO co co co CO C0 CO co o M Pí <d -35-

Ensaiou-se a absorção de água das películas de acordo com a maneira de proceder descrita antes. Os resultados estão indicados no Quadro VI seguinte :

QUADRO VI

Absorção de Âgua por Mastiques do Telhado ARM 95· -3 Tempo (horas) Controlo 0 % Merquat 100 0,17 % Polycup 0,23 % 1884 2,86 % 1 8,67 3,86 3,71 7,34 2 11,98 — — — 3 13,69 — — — 4 — 9,33 8,10 10,32 7 — 11,56 10,50 10,89 10 14,13 — — — 15 — 15,82 15,19 11,05 21 12,40 --- — — 27 — 19,00 19,41 11,25 28 11,43 — — — 36 — 20,47 21,44 — 39 — — — 10,93 50 — 21,87 23,75 — 53 — — — 10,60 71 — — — 10,24 96 — 24,52 27,15 — 155 -— 25,54 28,00 — -36-

EXEMPLO 6

Este Exemplo demonstra a eficácia de resina de polia-mida/epicloridrina copulverizada com outra formulação de mastique de telhado, ARM 91-1. Repetiu-se a maneira de proceder que se descreveu no Exemplo 1, com a diferença de a formulação de mastique do telhado ser ARM 91-1, em vez de ARM 95-3. Os revestimentos foram secos ao ar durante cinco minutos antes de se pulverizarem com água.

Como se pode ver no Quadro VII, obtiveram-se soluções de escorrimento transparentes em ensaios em que se utilizou 0,8 1 a 1,8 1 de Polycup 1884 em relação a ARM 91-1 não aquoso. Estes valores indicam que foi necessária uma maior concentração mínima de agente floculante para ARM 91-1 que tem uma menor concentração de sólidos e de volume de pigmento e tem uma concentração de dispersante maior do que a formulação de ARM 95-3 (veja-se o Exemplo 1). -37- ο Ό 0 •Ρ Ρ cd β ϋ rl Φ * Ο Β Η β cd 0 <β ο Ρη ρ ο cd CG Β 1¾ <υ 0 <1 0 Γ-4 1 τ—4 C0 σι ο > S •Η 3 4-1 <j Ο Φ 0 4-4 λ Ό β Ρ '—' Η rfi C0 Η τΗ Ο > Φ Τ3 Η •Η Ο τ—I Pá αι Ό 9 Tá CO 3 α) θ' Ρ σ •rl Ρ. 4-1 Ρ 03 0 β >·> S γ—1 Ο β ι—1 W "β 1 Ο β ι—1 C0 Ο Ό σι Ο 1« Ρ ϋ< C0 2 σ Ο W <5 Ν Ό < •Η •Η ο Ρ τ—1 Β icd φ Ό β Ζ > Μ Η Ρ β Ρ β ο ο &·« Ρ β ο r\ α ο Ο ί>- •Η 0 4-1 ι-1 C0 ιβ Ρ Ο Μ ο β F4 »β Ρ •Η θ rH a 0 ϊ—I γ*1 W W 1 cd β ι—! Τ3 cd a ΟΝ Ρ Ό β cd μ S U Μ 2 Ν-/ < VJ C0 U «I φ β β U CQ 0 0 4-1 Ρ Ρ 0 4-1 4-1 β β β Ρ •rl •Η β β β •Η Φ 0) Μ Ρ Ρ β 1—1 τ—1 β β β γ-4 Ρ* Ρ eu Ο Ο CG CQ α> Ο ο ο β β β Ο β β β β β β ρ Ρ* Ρ Ρ Ρ ρ ο ο Ρ Ρ Ρ ο Ο'' ιη m 00 ΙΛ Μ Α •ν ·» •s — VO VO m <Γ 00 00 VD VD VD \ο Ό m ο 00 οο CM 00 νθ •Λ Λ •s •t ·* ο Ο ο τ—! r*H m o CS 00 CM CS o o o i—1 ?—1 uo

CM CM CM CM CM CM ·* •V ·* ·» m m LO m LO LO CM CM CM CM CM CM EXEMPLO 7

Este Exemplo demonstra que a resina de poliamida/epiclo ridrina diminui a transmissão de água através de películas de mastique de telhado ARM 91-1.

Repetiu-se o procedimento do Exemplo 3, com a diferença de se ter utilizado ARM 91-1 como mastique do telhado em vez de ARM 95-3. Os resultados indicados no Quadro VIII mostram que o Polycup reduziu a transmissão de água.

QUADRO VIII

Comportamento da Passagem de Ãgua do Mastique do Telhado

Mastique do Telhado Utilizado

Passagem de Água (mg/20 mil·/50 h) ARM 91-1 263 +/- 7 ARM 91-1 + 0,46 1 de Polycup 172 69 +/- 8

Claims (6)

1. -39-

   R E I V INDICAÇÕES 1-- Processo para a preparação. de composições de revesti, mento, caracterizado pelo facto de se misturar: a) uma emulsão de polímero aniõnico e b) um polímero catiónico quaternário, por exemplo uma ami na quaternária orgânica, antes da sua aplicação a uma superfície, estando a quantidade do componente b) compreendida entre 0,3% e 5%, preferivelmente entre 0,5% e 3% em peso do componente a) com base no peso de só lidos. -40-
2. 2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteri zado pelo facto de compreender a operação, de mistura de a) com b) depois de um dos componentes a) ou b). ter sido aplicado a uma superfície.
3. 3'.- Processo.de acordo com a reivindicação 1, caracteri zado pelo.facto.de o componente b) ser uma resina de poliami-da/epicloridrina.
4. 4. — Processo de acorda com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o teor de sólidos da composição ser. maior do que 6& por cento.
5. 5. — Conjunto de partes para a preparação de.uma composi ção de acordo com uma. qualquer-das reivindicações. 1 a 4, carac terizado pelo facto de compreender um recipiente que contém o componente a) e outro' recipiente que contém o componente b) .
6. 6. - Conjunto, de partes de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo.facto de compreender ainda meios para mistu rar os componentes a)' e b) antes de qualquer dos componentes a) ou b) ser aplicado a uma superfície. Lisboa, 20 de Dezembro de 1990