BR102012007683A2 - solvente de limpeza e diluidor de tinta, composição com base em solvente, e, método para limpar ou diluir uma composição polimérica com base em solvente - Google Patents

Abstract

solvente de limpeza e diluidor de tinta, composição com base em solvente, e, método para limpar ou diluir uma composição polimerica com base em solvente. esta invenção refere-se a um solvente de limpeza e um diluidor de tinta para revestimentos e resinas baseados em solvente selecionados de composições de fórmula (i) no qual r1 é um grupo c1-c10 alquila, fenila ou benzila, r2 é quer hidrogênio quer metila, r3 é uma cadeia de carbono incluindo 4-6 átomos de carbono, e n =2-4; de fórmula (ii) no qual r1 e r4 são, independentemente, grupos c1-c10 alquila, fenila ou benzila, r2 é quer hidrogênio quer metila, r3 é uma cadeia de carbono incluindo 0-4 átomos de carbono, e n 1=4; e misturas das mesmas. a invenção também se refere a uma composição com base em solvente incluindo um polímero com base em solvente e a composição com zero ou baixo teor de voc da presente invenção; e a um método para limpar ou diluir uma composição com base em solvente.

Description

“SOLVENTE DE LIMPEZA E DILUIDOR DE TINTA, COMPOSIÇÃO COM BASE EM SOLVENTE, E, MÉTODO PARA LIMPAR OU DILUIR UMA COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA COM BASE EM SOLVENTE” Esta invenção refere-se às composições de éter-ester de glicol com baixo ou zero teor de VOC adequadas para uso como solventes de limpeza e diluidores de tinta para revestimentos e resinas com base em solvente. Esta invenção particularmente se refere a um solvente de limpeza e a um diluidor de tinta para revestimentos e resinas com base em solvente selecionados de composições de Fórmula (I) na qual R] é um grupo CL-Cio alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbono incluindo 4-6 átomos de carbono, e n = 2-4; de Fórmula (II) na qual R'i e R4 são, independentemente, grupos C1-C10 alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbono incluindo 0-4 átomos de carbono, e n = 1-4; e suas misturas. A invenção também se refere a uma composição baseada em solvente incluindo um polímero baseado em solvente e à composição com teor zero ou baixo de VOC da invenção e a um método para limpar ou diluir uma composição baseada em solvente.

Emissões de composto orgânico volátil (volatile organic compound, VOC) contribuem para a formação de ozônio, um constituinte principal de névoa seca. Nos E.U.A., os regulamentos para VOC estabelecidos pela “US Environmental Protection Agency (EPA)” e exigidos em nível estadual ditam a concentração máxima de solventes voláteis em tintas, solventes de limpeza, e outros produtos. Na Europa, os limites de VOC são definidos por “2004/42/EC Solvents Directive for Decorative Paints”. Regulamentos para VOC têm se tomado cada vez mais rigorosos e têm afetado o uso de ligroína, nafta VMP, e outros tipos de solventes comumente usados para diluir tintas baseadas em solvente e para limpar tintas de pincéis, pistolas de pulverização, aplicadores de linha de tinta, e outras ferramentas utilizadas em pintura. Agua, acetona, e acetato de t-butila são solventes voláteis mas estão excluídos dos regulamentos para VOC porque não contribuem para a geração de névoa seca. Agua, contudo, não é um solvente eficaz para a remoção de uma variedade de tintas. Acetona e acetato de t~ butila são solventes eficazes para este uso mas são elevadamente inflamáveis e seu uso pode prejudicar a saúde do trabalhador.

Patente U.S. de N° 5.609.678 revela determinados propileno-glicol-éteres usados em diluição de resinas baseadas em óleo. Composições de éter-ester de glicol adequadas para utilização como solventes de limpeza e diluidores de tinta para revestimentos e resinas baseados em solvente não são reveladas.

Publicação de Pedido de Patente U.S. de Número 20090198002A1 revela composições coalescentes para composições aquosas de revestimento incluindo misturas de ésteres dibásicos tais como bis-éter-esteres de glicol de diácidos C4-C6 especificamente, ácidos succínico, glutárico, e adípico, com pontos de ebulição máximos de 400°C. Composições de éter-ester de glicol adequadas para uso como solvente de limpeza e diluidores de tinta para revestimentos e resinas baseados em solvente não são reveladas. A presente invenção serve para obter composições com teor zero ou baixo de VOC incluindo determinados éter-esteres de glicol que são adequadas para uso como solventes de limpeza e diluidores para composições baseadas em solvente tais como revestimentos decorativos e protetores para vários substratos.

Em um primeiro aspecto da presente invenção é obtido um solvente de limpeza e um diluidor de tinta para revestimentos e resinas baseados em solvente compreendendo uma composição de éter-ester de glicol selecionada do grupo consistindo de composições de Fórmula (I) na qual Rj é um grupo C1-C10 alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbonos compreendendo 4-6 átomos de carbono, e n = 2-4, de Fórmula (II) na qual Rj e R* são, independentemente, grupos Ci-Qo alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbonos compreendendo 0-4 átomos de carbono, e η = 11- 4, e suas misturas Em um segundo aspecto da presente invenção é obtida uma composição baseada em solvente compreendendo ditos solvente de limpeza e diluidor de tinta do primeiro aspecto da presente invenção e um polímero baseado em solvente.

Em um terceiro aspecto da presente invenção é fornecido um método para limpar ou diluir uma composição polimérica baseada em solvente compreendendo contatar a composição polimérica baseada em solvente com o solvente de limpeza e o diluidor de tinta para composição de revestimento e resinas baseadas em solvente do primeiro aspecto da presente invenção. A presente invenção refere-se a um solvente de limpeza e a um diluidor de tinta para revestimentos e resinas baseados em solvente compreendendo uma composição de éter-ester de glicol selecionada do grupo consistindo de composições de Fórmula (I) na qual Rj é um grupo C1-C10 alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbono incluindo 4-6 átomos de carbono, en = 2-4; de Fórmula (II) na qual Ri e R4 são, independentemente, grupos C1-C10 alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbono incluindo 0 -4 átomos de carbono, e n = 1-4; e suas misturas. “Resina baseada em solvente” significa aqui uma resina, ou um polímero, dispersada(o) em ou dissolvida(o) em um meio incluindo menos do que 10% em peso de água (um “solvente”). “Composição baseada em solvente” significa aqui uma composição dispersada em ou dissolvida em um meio incluindo menos do que 10% em peso de água. “Um revestimento baseado em solvente” significa aqui um fluido, parcialmente seco, ou revestimento não-pigmentado ou pigmentado seco ou composição adesiva dispersada em ou dissolvida em, ou capaz de ser dispersada em ou dissolvida em um meio incluindo menos do que 10% em peso de água. “Um solvente de limpeza ou um diluidor de tinta” é um meio capaz de dissolver um revestimento ou uma resina baseado(a) em solvente.

Em cada caso aqui R3 é uma cadeia de carbono incluindo um determinado número de átomos de carbono; a cadeia pode ser, por exemplo, saturada, insaturada, substituída, parte de uma estrutura de anel, ou suas combinações. Os átomos de carbono individuais na cadeia podem possuir grupos substituintes tais como, por exemplo, -OH, -Cl, —O, e semelhantes.

Exemplos de éter-ester de glicoles descritos pela Fórmula I são dietileno-giicol fenil éter benzoaío, dipropileno-glicol fenil éter levulinato, e tripropileno-glicol- n-butil-éter isopentanoato. Exemplos de bis-éter-ester de glicoles descritos pela Fórmula II são bis-dipropileno-glicol n-butil-éter adipato, bis-dietileno-glicol n-butil-éter malonato, bis-dietileno-glicol n-butil-éter succinato, e bis-dipropileno-glicol metil-éter maleato.

Os éter-esteres de glicol da presente invenção são ésteres de ácidos monocarboxílicos ou de ácidos dicarboxílicos e glicol-éteres, o último obtido pela reação de alcoóis ou fenol com quer óxido de etileno quer óxido de propileno. Qualquer um de vários métodos de síntese conhecidos por aquelas pessoas experientes na arte pode ser usado para preparar os ésteres anteriormente mencionados. Por exemplo, quantidades estequiométricas do glicol-éter e do ácido carboxílico desejado podem ser aquecidas na presença de uma quantidade catalítica de um ácido forte tal como, por exemplo, ácido sulfurico concentrado e ácido p-tolueno-sulfônico e um solvente tal como, por exemplo, heptano, e água removida azeotropicamente para dar o produto desejado. Outro método de preparação utiliza o monocloreto (ou dicloreto) ácido no lugar do ácido dicarboxílico como um reagente. Neste caso, gás cloreto de hidrogênio é liberado em vez de água durante a reação e o cloreto de ácido com o glicol-éter. O cloreto de hidrogênio pode ser capturado usando um depurador de água. Ainda outro método de preparação envolve a transesterificação de um alquil-éster simples do ácido desejado com um glicol-éter na presença de um catalisador de titânio tal como titanato de tetraisopropila. Ainda outro método de esterificação usa o anidrido de ácido como reagente em combinação com a remoção azeotrópica de água. Este método é almejado para produzir diésteres. Éter-ester de glicoles obtidos por qualquer um dos métodos anteriormente mencionados podem ser purificados por destilação flash sob vácuo alto.

As exigências estruturais dos éter-ester de glicoles do solvente de limpeza e do diluidor de tinta para revestimentos e resinas baseados(as) em solvente da invenção têm sido apresentadas em Fórmulas (I) e (II). Os éter-ester de glicoles são tipicamente líquidos na faixa de temperatura de 0-25°C para facilitar o uso deles como diluidores e solventes de limpeza. Estes produtos são deliberadamente menos do que 10% voláteis pelo Método 24, preferivelmente menos do que 5% voláteis, e muito mais preferivelmente menos do que 1% voláteis para serem úteis como solventes com teor baixo de VOC nos E.U.A. Para serem classificados como isentos de VOC na Europa, os solventes precisam ebulir acima de 250°C e preferivelmente acima de 280°C.

Glicol-éter-monoésteres descritos pela Fórmula (I) foram preparados a partir de ácido benzóico (ou cloreto de benzoíla), etil levulinato, ácido isopentanóico e ácido valérico. Bis-éter-esteres de glicol descritos pela Fórmula (II) foram preparados a partir de ácido malônico, ácido succínico, anidrido maleico, e ácido adípico (ou cloreto de adipoíla). Glicol-éteres usados nestas preparações foram etileno-glicol n-hexol-éter, trietileno-glicol-n-hexil-éter, dipropileno-glicol-2-etil-hexü-éter, dietileno-glicol-n-hexil-éter, dietileno-glicol-fenil-éter, dietileno-glicol-n-butil-éter, dipropileno-glicol-fenil-éter, tripropileno-glicol-n-pentil-éter, dipropileno-glicol-metil-éter, tripropileno-glicol-metil-éter, dipropileno-glicol-n-butil-éter, dipropileno-glicol-n-propil-éter, tripropileno-glicol-n-propil-éter, propileno-glicol-n-butil-éter, tripropileno-glicol-n-butil-éter, trietileno-glicol-n-butil-éter, propileno-glicol-metil-éter, trietileno-glicol-n-pentil-éter, e etileno-glicol-n-pentil-éter. Etileno-glicol-fenil-éter e propileno-glicol-fenil-éter foram usados para preparar benzoatos e succinatos mas os éter-esteres de glicol resultantes foram sólidos na faixa de 50oC-100°C que limita sua utilidade como diluidores e solventes de limpeza. O solvente de limpeza e o diluidor de tinta para revestimentos e resinas baseados em solvente da invenção podem incluir, em adição aos éter-ester de glicoles que podem ser usados em uma ampla variedade de concentrações variando de 1% a 100% em peso, baseadas no peso do solvente de limpeza e do diluidor de tinta, outros solventes comumente utilizados em limpeza e diluição de tinta, por exemplo, ligroína, alcanos, hidrocarbonetos aromáticos, acetona, e ésteres tais como acetatos, propionatos, benzoatos, adipatos e ftalatos de alquila. A composição baseada em solvente da presente invenção inclui o solvente de limpeza e o diluidor de tinta da invenção e um polímero baseado em solvente. Os polímeros baseados em solvente incluem, por exemplo, resinas alquídicas, resinas alquídicas estirenadas, resinas alquídicas modificadas com acrílico, pré-polímeros ou polímeros de uretano, resinas uralquídicas, resinas epoxídicas, e semelhantes. A composição baseada em solvente da presente invenção inclui o solvente de limpeza e o diluidor de tinta da invenção e um polímero baseado em solvente. Polímeros baseados em solvente incluem, por exemplo, resinas alquídicas, resinas alquídicas estirenadas, resinas alquídicas acrílico-modificadas, pré-polímeros ou polímeros de uretano, resinas uralquídicas, resinas epoxídicas, e semelhantes. A composição baseada em solvente pode incluir pigmentos, extensores, e outros adjuvantes de revestimento como são conhecidos nas artes de revestimento.

No método para limpar ou diluir uma composição polimérica baseada em solvente da presente invenção uma composição polimérica baseada em solvente é contatada com o solvente de limpeza e o diluidor de tinta da invenção. A invenção em algumas de suas modalidades será agora descrita adiante com referência aos seguintes exemplos: EXEMPLO 1 - Preparação de dietileno-glicol-fenil-éter benzoato Em um fraco de 2 L de uma boca com um agitador magnético, uma manta de aquecimento, e um coletor de Dean-Stark conectado em um condensador, purgado com nitrogênio, foram adicionados 517,5 g de dipropileno-glicol-fenil-éter de grau técnico contendo um teor de hidroxila total de 3,0 mols, 363,3 g (2,97 mols) de ácido benzóico, 300 mL de heptano, e 20 gotas de ácido sulfurico concentrado. O frasco foi aquecido para 115°C para estabelecer um refluxo de heptano constante através do coletor onde a água de esterificação era coletada. A reação foi permitida continuar por um total de 48 horas, em cujo ponto a quantidade teórica de água foi coletada. A mistura reacional foi esfriada para 25°C e então filtrada através de um leito pequeno de alumina básica ativada para neutralizar o catalisador. O filtrado foi adicionado em um frasco de ebulição e o heptano foi removido em pressão baixa em um evaporador rotativo Buchi. O resíduo foi submetido à destilação flash sob vácuo para isolar o dietileno-glicol-fenil-éter benzoato ebulindo a 165°C @13 Pa. O ponto de ebulição em pressão reduzida foi corrigido para o ponto de ebulição normal por meio de um programa de computador que ajusta os dados de pressão de vapor a uma equação de Antoine da foram logP = A -B/(T + C). O ponto de ebulição normal calculado foi aproximadamente 440°C. Uma amostra do produto foi então testada como especificado pelo Método 24 da EPA e foi verificado que contém apenas 0,7 por cento de voláteis.

Propriedades de glicol-éteres são apresentadas em Tabela 1.1. Compostos 1-3 não são compostos da presente invenção. EXEMPLO 2 - Avaliação de dielileno-glicol-fenil-éter benzoato e de outros solventes como limpadores de pincel de pintar A capacidade de um solvente remover a tinta de um pincel foi avaliada como segue. Uns poucos m.L de um determinado solvente de teste foram adicionados em um lfasco de 9 gramas. Um pincel de 0,64 cm foi imerso em tinta de primeira demão de interior baseada em óleo KILZ™ (Masterchem Industries) e então foi imerso dentro do solvente de teste. A limpeza do pincel dentro do frasco foi tentada por vários segundos e avaliada visualmente em uma escala de péssimo-insatisfatório-born-excelente. Os seguintes resultados foram observados com vários solventes: Os resultados de teste mostraram que os éter-ester de glicoles da invenção desempenharam melhor do que a água e foram tão bons quanto um solvente comercial com teor baixo de VOC (SOLUSOLV™ 2075). Em contraste, solventes como dietileno-glicol-fenil-éter (grau técnico) e hexaetileno-glicol-fenil-éter, que não são da invenção, desempenharam insatisfatoriamente. EXEMPLO 3 - Avaliação de dietileno-glicol-fenil-éter benzoato e de outros solventes como solventes limpadores de tinta via absorção de luz UV-visível A capacidade de vários solventes para remover tinta de um tubo via lavagem por fluxo foi avaliada. As condições foram planejadas para imitarem a lavagem por fluxo dos aplicadores de linha de tinta. Foram preparadas seções tubulares de pipetas de plástico de 7,3 centímetros de comprimento por 0,25 cm de diâmetro interno. Tinta de primeira demão de interior baseada em óleo KILZ™ foi aspirada para dentro e expelida de cada tubo para deixar uma camada fina revestindo o interior do tubo. Pipetas de 10 mL foram cheias com 4 mL de cada um dos vários solventes de limpeza de teste. Cada solvente foi permitido passar pelo tubo via a gravidade sem auxílio de pressão para remover a tinta. Cada tubo foi então limpo por fluxo com uma mistura de 50/50 de acetona e ligroína para remover alguma tinta restante. A mistura de acetona / ligroína de cada tubo foi coletada. As misturas de acetona / ligroína coletadas foram diluídas com 1 parte para 4 partes de acetona / ligroína nova. As soluções diluídas foram então analisadas para absorção de luz UV-visível com um Nicolet evolution 300. Absorbância mais baixa indicou que o solvente inicial realizou um trabalho melhor de limpeza de tinta do tubo antes do fluxo com acetona / ligroína.

Três éter-esteres de glicol da invenção foram testados. Em adição, água, ligroína, e carbonato de propileno foram testados. Agua foi incluída como referência porque ela é conhecidamente insatisfatória para dissolver tinta. Ligroínas foram incluídas porque são comumente usadas para limpeza de tinta mas contém teor de VOC de 100%. Carbonato de propileno foi incluído para propósitos de comparação porque é um dos poucos solventes com uma isenção de VOC sob Registro Federal Register devido ao baixo potencial de formação de neblina fotoquímica. Resultados para cada solvente em intervalos de comprimento de onda de 150 nm são apresentados em tabela abaixo.

Claims (5)

1. Solvente de limpeza e diluidor de tinta para revestimentos e resinas com base em solvente, caracterizados pelo fato de compreenderem uma composição de éter-ester de glicol selecionada do grupo de composições de Fórmula (I) na qual R, é um grupo Ci-C]0 alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbonos compreendendo 4-6 átomos de carbono, e n = 2-4; de Fórmula (II) na qual Ri e R4 são, independentemente, grupos Ci-C10 alquila, fenila ou benzila, R2 é quer hidrogênio quer metila, R3 é uma cadeia de carbonos compreendendo 0-4 átomos de carbono, e n = 3 - 4; e misturas das mesmas.

2. Solvente de limpeza e diluidor de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizados pelo fato de que dita composição de Fórmula (I) é selecionada do grupo consistindo de dietileno-glicol-fenil-éter benzoato, dipropileno-glicol-fenil-éter levulinato, e tripropileno-glicol-n-butil-éter isopentanoato.

3. Solvente de limpeza e diluidor de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizados pelo fato de que dita composição de Fórmula (II) é selecionada do grupo consistindo de bis-dipropileno-glicol-n-butil-éter adipato, bis-dietileno-glicol-n-butil-éter malonato, bis-dietileno-glicol-n-butil-éter succinato, e bis-dipropileno-glicol-metil-éter maleato.

4. Composição com base em solvente, caracterizada pelo fato de compreender ditos solvente de limpeza e diluidor de tinta de acordo com a reivindicação 1 e um polímero baseado em solvente.

5. Método para limpar ou diluir uma composição polimérica com base em solvente, caracterizado pelo fato de compreender contatar uma composição polimérica com base em solvente com solvente de limpeza e diluidor de tinta como definidos na reivindicação 1.