BR112016005851B1 - Composição de aglutinante e composição de revestimento preparada da mesma - Google Patents
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Abstract
composição de aglutinante e composição de revestimento preparada da mesma uma nova composição de aglutinante compreendendo, em peso seco com base no peso seco total da composição de aglutinante, i) de 93% a 99,96% de partículas de polímero compreendendo, como unidades polimerizadas, em peso seco com base no peso total das partículas de polímero, de 25% a 95% de um acetato de vinil; e de 5% a 75% de um éster de vinil de ácido versático e/ou um éster de vinil de ácido 2-etil hexanoico; e ii) de 0,04% a 7% de uma ciclodextrina pouco solúvel em água.
Description
[01] A presente invenção refere-se a uma composição deaglutinante e uma composição de revestimento preparada da mesma com odor e liberação de compostos orgânicos voláteis (VOC) reduzidos.
[02] Aglutinantes são comumente usados em revestimentos deparede interna e externa. Baixo VOC e aglutinante de baixo odor e produtos de revestimento são desejados na indústria. Para aplicações de revestimento de parede, aglutinante composto por acetato de vinil é amplamente utilizado, especialmente em revestimento de parede interna devido ao seu baixo custo e impurezas VOC relativamente baixas, exceto ácido acético e baixo odor.
[03] Éster de vinil de aglutinante de acetato de vinil incorporadocom ácido versático tem desempenho melhorado, como resistência à água e à base, resistência UV, e repelência de mancha.
[04] Cada vez mais revestimentos envolvem acetato de vinil e ésterde vinil de ácido versático nestes dias. No entanto, éster de vinil de ácido versático é um composto com odor fedorento e é volátil no ar. O odor e sua liberação no ar são muito difíceis de serem superados, uma vez que compostos de éster de vinil de ácido versático têm altos pontos de ebulição.
[05] É, portanto, ainda desejado na técnica para composição derevestimento preparada de compostos de éster de vinil de ácido versático com odor e liberação de compostos orgânicos voláteis (VOC) reduzidos. Também é desejado que esta composição de aglutinante seja éster de vinil de aglutinante baseado em ácido versático.
[06] A presente invenção fornece uma composição de aglutinantecompreendendo, em peso seco com base no peso seco total da composição de aglutinante, i) de 93% a 99,96% de partículas de polímero compreendendo, como unidades polimerizadas, em peso seco com base no peso total das partículas de polímero, de 25% a 95% de um acetato de vinil; e de 5% a 75% de um éster de vinil de ácido versático e/ou um éster de vinil de ácido 2-etil hexanoico; e ii) de 0,04% a 7% de uma ciclodextrina pouco solúvel em água.
[07] Em uma modalidade preferencial, as partículas de polímeroainda compreendem, como unidades polimerizadas, de 0,1% a 50% em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de monômeros de (met)acrilato.
[08] Em uma modalidade preferencial, as partículas de polímeroainda compreendem, como unidades polimerizadas, de 0,01% a 52% em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de um monômero de estabilizador.
[09] Em uma modalidade preferencial, a composição de aglutinanteainda compreende, de 0,01% a 5% em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de um estabilizador coloidal.
[10] A presente invenção ainda fornece uma composição derevestimento compreendendo a composição de aglutinante.
[11] A composição de aglutinante da presente invençãocompreende, em peso seco com base no peso seco total da composição de aglutinante, de 93% a 99,96%, preferencialmente de 97% a 99,94% e mais preferencialmente de 98% a 99,92%, de partículas de polímero; de 0,04% a 7%, preferencialmente de 0,06% a 3%, e mais preferencialmente de 0,08% a 2%, de uma ciclodextrina pouco solúvel em água.Partículas de Polímero
[12] As partículas de polímero compreendem, como unidadespolimerizadas, em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de 25% a 95%, preferencialmente de 40% a 80% e mais preferencialmente de 55% a 70%, de um acetato de vinil; e de 5% a 75%, preferencialmente de 10% a 50%, e mais preferencialmente de 15% a 30%, de um éster de vinil de ácido versático e/ou um éster de vinil de ácido 2-etilhexanoico.
[13] O éster de vinil de ácido versático é um composto tendo umafórmula (I):
em que R1 ou R2 é cada um independentemente C1-C10 alquil. Exemplos adequados incluem o composto de fórmula (I) com R1 e R2 sendo grupos alquil contendo um total de 6 átomos de carbono, e o composto de fórmula (I) com R1 e R2 sendo grupos alquil, contendo um total de 7 átomos de carbono, respectivamente como comercialmente disponíveis sob os nomes comerciais VEOVATM 10, e VEOVA 9 de Momentive Specialty Chemicals Management (Shanghai) Co., Ltd.
[14] O éster de vinil de ácido 2-etil hexanoico é um composto tendouma fórmula (II):
em que R1 é um C4 alquil, e R2 é um C2 alquil. Exemplo adequado está disponível comercialmente sob a marca de VEOVA EH de Momentive Specialty Chemicals Management (Shanghai) Co., Ltd.
[15] Em uma modalidade preferencial, as partículas de polímero dapresente invenção ainda compreendem, como unidades polimerizadas, de 0,1% a 50%, preferencialmente de 1% a 30%, e mais preferencialmente de 5% a 20% em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de monômeros de (met)acrilato.
[16] Exemplos adequados dos monômeros de (met)acrilato incluem(met)acrilato de butil, (met)acrilato de etil-hexil, (met)acrilato de etil, metacrilato de metil, (met)acrilato de n-heptil, (met)acrilato de n-octil, (met)acrilato de n-nonil, (met)acrilato de n-decil, (met)acrilato de estearil, (met)acrilato de lauril, anidrido maleico, e acrilonitrila.
[17] Em uma modalidade preferencial, as partículas de polímeroainda compreendem, como unidades polimerizadas, de 0,01% a 2%, preferencialmente de 0,05% a 1,5%, e mais preferencialmente de 0,1% a 1%, em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de um monômero de estabilizador.
[18] Em uma modalidade preferencial, a composição de aglutinanteainda compreende, de 0,01% a 5%, preferencialmente de 0,05% a 3%, e mais preferencialmente de 0,1% a 2%, em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de um estabilizador coloidal.
[19] Exemplos adequados do estabilizador coloidal incluemhidroxietil celulose (HEC) e seus derivados, e álcool polivinílico (PVOH).
[20] Exemplos adequados do monômero de estabilizador incluemsulfonato de estireno de sódio (SSS), sulfonato de vinil de sódio (SVS), ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico (AMPS), acrilamida (AM), ácido acrílico (AA), ácido metilacrílico (MAA), e ácido itacônico (IA).
[21] A polimerização das partículas de polímero pode ser qualquermétodo conhecido na técnica, incluindo tecnologia de polimerização de emulsão, polimerização de miniemulsão, e dispersão mecânica. Exemplos adequados do processo de polimerização incluem aqueles divulgados em US 7.579.081 B2, US 7.357.949 B2 e WO 2010074865 A1.Ciclodextrina Pouco Solúvel em Água
[22] As ciclodextrinas pouco solúveis em água utilizadas napresente invenção podem ser qualquer um das ciclodextrinas conhecidas contendo de seis a doze unidades de glicose, por exemplo, alfa-ciclodextrina, beta-ciclodextrina, gama-ciclodextrina, e derivados das mesmas, como o etil- beta-ciclodextrina, acetil-beta-ciclodextrina, triacetil-beta-ciclodextrina, e tert-butil-beta-ciclodextrina, e as misturas das mesmas.
[23] Exemplos preferenciais são beta-ciclodextrina e derivados damesma.
[24] A composição de aglutinante da presente invenção pode serpreparada em uma composição de revestimento por adição de pigmentos, extensores, e aditivos na composição do aglutinante.
[25] Pigmentos da presente invenção são partículas de pigmentonormalmente inorgânicas, e preferencialmente materiais inorgânicos particulados que são capazes de materialmente contribuir para a capacidade de opacidade ou de esconder de um revestimento. Esses materiais normalmente têm um índice de refração igual ou maior que 1,8 e incluem dióxido de titânio (TiO2), óxido de zinco, sulfeto de zinco, sulfato de bário, e carbonato de bário. Dióxido de titânio (TiO2) é preferencial.
[26] Extensores são normalmente materiais inorgânicosparticulados tendo um índice de refração menor que ou igual a 1,8 e maior que 1,3 e incluem carbonato de cálcio, argila, sulfato de cálcio, silicato de alumínio, silicato, zeólita, mica, terra de diatomáceas, vidro oco ou sólido, e grânulo cerâmico.Composição de Revestimento - Aditivos
[27] A composição de revestimento da presente invenção aindapode conter pelo menos um aditivo de revestimento convencional como agentes de coalescência, cossolventes, tensoativos, tampões, neutralizadores, espessantes, modificadores de reologia não espessantes, dispersantes, umectantes, agentes umectantes, antibolor, biocidas, plastificantes, agentes antiespuma, agentes antidescascamento, corantes, agentes de fluxo, reticulantes, e antioxidantes. Os usos destes aditivos são conhecidos na técnica.Preparação da Composição de Revestimento
[28] A preparação da composição de revestimento envolve oprocesso de seleção e mistura de ingredientes de revestimento adequados nas proporções corretas para fornecer um revestimento com propriedades de processamento e de manipulação específicas, bem como um filme de revestimento seco final com as propriedades desejadas.
[29] A composição de revestimento pode ser aplicada por métodosconvencionais de aplicação como escovação, aplicação com rolo, e métodos com pulverizador como pulverizador atomizado com ar, pulverizador assistido com ar, pulverizador sem ar, pulverizador de baixa pressão de alto volume, e pulverizador sem ar assistido com ar.
[30] Substratos adequados incluem concreto, placa de cimento,fibra de média densidade (MDF), e placa de partícula, placa de gesso, madeira, pedra, metal, plásticos, papel de parede e têxteis, etc. Preferencialmente, todos os substratos são pré-preparados por iniciadores baseados em água ou baseados em solvente.EXEMPLOS1. Matérias-primas
II. Procedimentos de testeDetecção de VOC total (de acordo com a Norma Chinesa GB 18582-2008)
[31] A análise quantitativa e qualitativa do aglutinante e amostrasdo revestimento é realizada em um Cromatógrafo de Gás-Espectrômetro de Massa Agilent 7890-5975C (Agilent technologies).
[32] Uma alíquota da amostra homogeneizada de 2g (gravado comprecisão) foi pesada em um frasco de centrífuga de 20ml. Uma solução de solvente de acetonitrila foi adicionada ao frasco e seus pesos exatos foram gravados. A solução de acetonitrila era composta por 5000 ppm 2(2- etoxietoxi)etanol por peso como o padrão interno, e 1000 ppm de oxalato de etil em peso como o marcador de VOC. O frasco foi centrifugado em vórtice, agitado por 1min, e mantido por 5mins, então foi centrifugado em vórtice novamente e agitado por 1min para misturar a amostra com os marcadores. O frasco foi então centrifugado em vórtice a 4000 rpm por 20mins. O sobrenadante da mistura foi tomado e filtrado através de um filtro de seringa de 0,45um. A filtração foi então injetada em um Cromatógrafo de Gás- Espectrômetro de Massa Agilent 7890-5975C. O volume de injeção foi de 1μl.
[33] O teste para detecção de odor foi realizado por narizes nus de8 painelistas. O valor médio foi gravado.
[34] Uma emulsão de monômero foi preparada primeiro misturando336,11g água DI, 55,17g A-102 e 23,66g 15-S-40 e seguido pela adição de 13,26g SVS, 1310,70g VA, 331g VEOVA10, 16,71g acrilamida, e 690g água DI. A emulsão foi carregada para um balão de fundo redondo de 4 gargalos de 5L equipado com um agitador mecânico, um cobertor de gás nitrogênio, um termômetro, um condensador, uma manta de aquecimento e um controlador de temperatura. O conteúdo do balão foi aquecido a 81°C, sob uma atmosfera de nitrogênio. 10g FeSO4.7H2O (0,2% em peso), 2,1g EDTA (1%), 3,75g SPS in 21g água DI e 80,90g E-1476 foram adicionados ao balão em agitação. O balão foi lavado com 30g de água DI. A emulsão de monômero, a solução de 3,75g SPS dissolvido em 70,46g água DI e a solução de 0,80g IAA e 2,00g de acetato de sódio dissolvido em 70,46g água DI então foram adicionados ao balão durante 180 minutos. A temperatura de reação foi mantida a 75°C. Em seguida, 38g água DI foram usados para enxaguar a linha de alimentação de emulsão para o balão. Depois que o conteúdo do balão foi resfriado a 70°C, 1,18g t-BHP em 7,00g água DI, e 1,18g IAA em 30g água DI foram adicionados para o balão. O balão foi mantido por 10 minutos. A temperatura do balão foi resfriada a 65°C, então 0,71g t-BHP em 7g água DI, e 0,71g IAA em 19g água DI foram adicionados para o balão. O balão foi mantido por 10 minutos. Antes de a temperatura do balão se aproximar de 60°C, 0,71g t-BHP em 7g água DI, e 0,71g IAA em 19g água DI foram adicionados para o balão. O balão foi mantido por 10 minutos.
[35] Quando a temperatura do balão foi resfriada para menos de50°C, o conteúdo do balão foi neutralizado para um pH de 4,64 adicionando 27,56g solução de NaOH (5,66% em peso). Após a solução de 10,86g KATHONTM LXE biocida em 8g água DI e 1,00g NOPCOTM NDW antiespuma foram adicionados ao o balão. O gel foi removido pelo filtro e a dispersão resultante tinha 52,31% sólido e um tamanho de partícula de 366nm.
[36] Em um procedimento semelhante da preparação da dispersão1, a dispersão 2 foi preparada a partir de uma mistura de monômero contendo 1244,19g VA, 416,40g VEOVA 10, e 10,88g SVS. A dispersão resultante 2 tinha 57,31% em peso de sólido e um tamanho de partícula de 402nm.Dispersão 3
[37] Em um procedimento semelhante da preparação da dispersão1, a dispersão 3 foi preparada a partir de uma mistura de monômero contendo 978,03g VA, 662g VEOVA 10, 13,26g SVS e 16,71g acrilamida. A dispersão resultante 3 tinha 52,52% em peso de sólido e um tamanho de partícula de 360nm.
[38] As composições das dispersões foram resumidas na Tabela 2.
Composições de aglutinanteAglutinante 1
[39] 0,191% em peso de β-CD foi adicionado lentamente àdispersão 1 sob agitação para preparar a composição de aglutinante 1, e o aglutinante 1 preparado foi testado para VOC total.Aglutinantes 2-9
[40] Aglutinante 2-9 foram preparados em um procedimentosemelhante para preparar o aglutinante 1, exceto que as cargas de β-CD foram diferentes e foram listadas na Tabela 3.
[41] Aglutinantes 1-9 foram ajustados para o mesmo conteúdosólido com água DI antes do teste VOC.
[42] Aglutinantes 1-3 foram preparados em revestimentos 1-3usando formulações comuns e revestimentos 1-3 foram testados para a liberação de odor.
[43] As composições de aglutinante foram mostradas na Tabela 4.
i Os revestimentos foram preparados com 30% carregamento de látex e 70%moagem Zero-VOC.*Exemplos comparativos.
[44] Os resultados na tabela acima indicam que, aglutinantes 1 e 2em comparação ao aglutinante 3, aglutinantes 4 e 5 em comparação com o aglutinante 6, e aglutinantes 7 e 8 em comparação com o aglutinante 9, tiveram carregamentos de β-CD mais altos e, portanto, menor VOC e odor.
Claims (7)
1. Composição de aglutinante, caracterizada pelo fato de que compreende, em peso seco com base no peso seco total da composição de aglutinante,i) de 93% a 99,96% de partículas de polímero compreendendo, como unidades polimerizadas, em peso seco com base no peso total das partículas de polímero, de 40% a 80% de um acetato de vinil; de 10% a 50% de um éster de vinil de ácido versático e/ou um éster de vinil de ácido 2-etilhexanoico; ede 0,01% a 2% de uma combinação de sulfonato de vinil de sódio (SVS) e acrilamida (AM); eii) de 0,04% a 7% de uma ciclodextrina contendo de seis a doze unidades de glicose;em que o éster de vinil de ácido versático é um composto tendo uma fórmula (I):
em que R1 ou R2 é cada um independentemente C1-C10 alquil; e o éster de vinil de ácido 2-etil hexanoico é um composto tendo uma fórmula (II):
em que R1 é um C4 alquil, e R2 é um C2 alquil.
2. Composição de aglutinante, de acordo com a reivindicação1, caracterizada pelo fato de que a ciclodextrina é selecionada dentre: alfa- ciclodextrina, beta-ciclodextrina, gama-ciclodextrina, etil-beta-ciclodextrina, acetil-beta-ciclodextrina, triacetil-beta-ciclodextrina, tert-butil-beta- ciclodextrina, e as misturas das mesmas.
3. Composição de aglutinante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que R1 e R2 da fórmula (I) são grupos alquil contendo um total de 6 átomos de carbono, ou são grupos alquil contendo um total de 7 átomos de carbono.
4. Composição de aglutinante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ciclodextrina é beta-ciclodextrina ou uma derivada da mesma.
5. Composição de aglutinante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende, de 0,01% a 5% em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de hidroxietil celulose (HEC), derivados de HEC, ou álcool polivinílico (PVOH).
6. Composição de aglutinante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as partículas de polímero ainda compreendem, como unidades polimerizadas, de 0,01% a 50% em peso seco com base no peso seco total das partículas de polímero, de um monômero de (met)acrilato.
7. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de que compreende a composição de aglutinante como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
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