BR112019007456B1

BR112019007456B1 - Composição de revestimento de látex transportadas em água com auxiliares de coalescência de modificação de viscosidade, componente revestido, e processo para revestimento de um componente

Info

Publication number: BR112019007456B1
Application number: BR112019007456-2A
Authority: BR
Inventors: Stephen Korenkiewicz
Original assignee: Swimc Llc
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2023-03-14
Also published as: AU2020220107A1; CN109844039B; CA3039824A1; CA3039824C; EP3526292A1; WO2018071801A1; US20180105706A1; US10676623B2; MX2019004279A; CN109844039A; BR112019007456A2; AU2020220107B2; AU2017342471A1

Abstract

A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento incluindo cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento, um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de uma resina estireno acrílica, baseado no peso total da composição de revestimento; e um diluente aquoso.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS

[0001] Este pedido de patente reivindica o benefício de pedido de patente provisório U.S. No. 62/408.590, depositado em 14 de outubro de 2016, os inteiros conteúdos do qual são aqui incorporados por referência.

ANTECEDENTES

[0002] Composições de revestimento de látex transportadas com água incluem dispersão aquosa de partículas de uma resina polimérica formadora de filem e opcionais partículas de pigmentos que, quando aplicada a um substrato e secada para formar um filme, proporcionam ocultação de substrato, resistência à água, e durabilidade para o filme. Dispersantes, tensoativos, solventes e espessantes podem ser adicionados para as composições de revestimento para ajustar a viscosidade da composição, manter uma dispersão aquosa uniforme e estável das partículas de resinas de formação de filme e de pigmentos, e para aperfeiçoar propriedades do filme de tinta.

[0003] Composições de revestimento de látex transportadas com água com maiores sólidos por volume proporcionam mais desenvolvimento de filme quando a tinta seca, o que conduz a aperfeiçoada ocultação e aperfeiçoada resistência à esfregação. Tintas de alta qualidade tendem a ter maiores níveis de um látex acrílico, que liga o filme. A combinação de alto teor de sólidos e alto teor de resina torna estas tintas de qualidade superior muito responsivas a espessantes associativos emulsificáveis ou solúveis em água tais como, por exemplo, espessantes associativos poliuretano, frequentemente referidos como espessantes modificadores de reologia de uretano óxido de etileno modificado hidrofobicamente (HEUR).

[0004] Espessamento associativo envolve interações não específicas de grupos de extremidade hidrofóbicos de uma molécula de espessante com eles mesmos e com componentes do revestimento tais como, por exemplo, látex, pigmentos e dispersantes. O espessante produz uma rede dinâmica, reversível de moléculas de espessante e outros componentes do revestimento. O efeito espessante é causado por interações dos grupos de extremidade hidrofóbicos do espessante com outros componentes da formulação.

[0005] Alguns látex pré-compósitos, tais com o aqueles disponíveis de DOW sob a marca registrada EVOQUE, incluem grupos funcionais que permitem que várias partículas de látex pré-compósito adsorvam sobre uma partícula de pigmento dispersa tal como, por exemplo, TiO2, e atuem como espaçadores no filme seco para prevenir floculação das partículas de TiO2 individuais quando a água evapora da tinta úmida. O uso de látex pré-compósitos como resinas EVOQUE pode conduzir mesmo a tintas de maiores viscosidades antes de espessantes serem adicionados devido ao aumentado volume hidrodinâmico do compósito látex EVOQUE/TiO2.

[0006] Para manter viscosidade KU em especificação, baixos níveis de espessantes HEUR são usados, o que pode conduzir a tinta floculada por ponte. Floculação de ponte ocorre quando uma molécula de espessante simples é adsorvida sobre duas diferentes partículas. Este efeito de formação de ponte pode ocorrer quando existe mais área de superfície disponível sobre as partículas do que espécies associativas no sistema de composição de revestimento (por exemplo, espessantes, tensoativos e dispersantes). Tintas floculadas por ponte podem mostrar sinérese, fluxo e nivelamento pobres.

SUMÁRIO

[0007] A Figura 1 é um diagrama de fase de dispersão generalizada mostrando regiões de floculação de ponte, boa dispersão e floculação de esgotamento em um sistema de composição de revestimento látex transportado em água incluindo um espessante associativo HEUR e um tensoativo. Na Figura 1, concentração de espessante associativo HEUR está crescendo sobre o eixo vertical e concentração de tensoativo está crescendo sobre o eixo horizontal. O limite superior da região de floculação de formação de ponte é realmente um continuum de tamanhos de folhas de gelo flutuantes sempre crescentes até uma dispersão uniforme ser atingida. Este limite superior é definido como os pontos nos quais folhas de gelo flutuantes individuais não são mais discerníveis por inspeção microscópica das amostras. O limite de floculação de esgotamento inferior é a concentração de floculação crítica (CFC) do espessante aditivo, abaixo da qual floculação de esgotamento não ocorre. As partículas de látex coloidais poliméricas na composição de revestimento de látex podem ser removidas da região de floculação de formação de ponte através de adição de espessante HEUR, e/ou tensoativo. A região de boa dispersão provê superiores propriedades de revestimento. O sistema de composição de revestimento de látex pode entrar na região de floculação de esgotamento quando crescente tensoativo é adicionado à composição.

[0008] Um processo para fixar floculação de ponte é adicionar suficiente tensoativo para satisfazer os sítios hidrofóbicos não ocupados sobre a superfície de látex para moverem-se afastados a partir da região floculada por ponte do diagrama de fase de dispersão de Figura 1. Este alto nível de tensoativo (por exemplo, cerca de 4 a cerca de 8 libras por 100 gal. - cerca de 4,8 a cerca de 9,6 kg/m3) pode conduzir a reduzida resistência de mancha e reduzida resistência de esfregação quando a tinta seca.

[0009] A presente exposição é baseada pelo menos em parte sobre a verificação de que uma resina acrílica estireno pode ser usada para redução de viscosidade KU de sistemas de tintas e reduzir a probabilidade de floculação de ponte como adicionando um tensoativo, mas não diminui a resistência à esfregação ou remoção de mancha no filme de tinta seca como pode ser esperado a partir de adição de tensoativo. Em algumas modalidades, adição de resinas estireno acrílicas de modificação de viscosidade diminuiu a viscosidade KU, o que permitiu que mais espessante associativo seja adicionado sem floculação de ponte, e a resultante composição de tinta teve boas propriedades de nivelamento e aplicação.

[00010] O espessante associativo adicional cobre completamente mais substancialmente as superfícies sobre as partículas de látex polimérico coloidais e previne floculação de ponte, enquanto movendo a composição de revestimento de látex transportada em água na região de boa dispersão de Figura 1.

[00011] Adição de compostos solúveis em água, não formadores de filme como tensoativos convencionais à composição de revestimento para reduzir viscosidade pode degradar propriedades do filme de tinta quando a composição de revestimento é aplicada sobre um substrato. Entretanto, comparada a incorporação de uma quantidade similar de um tensoativo convencional, incorporação de uma resina estireno acrílica de modificação de viscosidade na composição de revestimento para reduzir viscosidade e evitar floculação de ponte pode aperfeiçoar propriedades de filme de tinta como, por exemplo, resistência à esfregação, resistência à mancha, resistência à água inicial e, bloco.

[00012] Em um aspecto, a presente exposição é direcionada a uma composição de revestimento incluindo cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero de formação de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de uma resina estireno acrílica, baseado no peso total da composição de revestimento; e um diluente aquoso.

[00013] Em um outro aspecto, a presente exposição é direcionada a um componente revestido incluindo um substrato tendo s obre o mesmo um revestimento úmido, o revestimento incluindo cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero de formação de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante HEUR associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de uma resina estireno acrílica de baixo VOC, baseado no peso total da composição de revestimento; um diluente aquoso; e um pigmento.

[00014] Em um outro aspecto, a presente exposição é direcionada a um processo para revestimento de um componente, incluindo aplicação a um substrato de uma composição de revestimento úmida incluindo cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante HEUR associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de uma resina estireno acrílica de baixo VOC, baseado no peso total da composição de revestimento; um diluente aquoso; e um pigmento; e curando a composição de revestimento úmida para formar um revestimento sobre o substrato.

[00015] Neste pedido de patente, a citação de uma faixa numérica usando pontos finais inclui todos os números incluídos nesta faixa (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.).

[00016] Os termos “um”, “uma”, “o”, “pelo menos um”, e “um ou mais” são usados intercambiavelmente. Assim, por exemplo, uma composição de revestimento que contém “um” aditivo significa que a composição de revestimento inclui “um ou mais aditivos”.

[00017] Os termos “preferido” e “preferivelmente” referem-se a modalidades da invenção que podem proporcionar certos benefícios, sob certas circunstâncias. Entretanto, outras modalidades também podem ser preferidas, sob as mesmas ou outras circunstâncias. Além disso, a citação de uma ou mais modalidades preferidas não implica que outras modalidades não são úteis, e não é pretendido excluir outras modalidades do escopo da invenção.

[00018] Os detalhes de uma ou mais modalidades da invenção são mostrados nos desenhos acompanhantes e a descrição abaixo. Outras características, objetos e vantagens da invenção serão aparentes a partir da descrição e desenhos, e a partir das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00019] A Figura 1 é um gráfico de concentração de espessante associativo vs. concentração de tensoativo em um sistema de composição de revestimento transportado em água.

[00020] A Figura 2 é um conjunto de curvas de varredura de fluxo de Base Pastel Acetinada A com OTI200 de Exemplo 3.

[00021] A Figura 3 é um conjunto de varredura de fluxo de Base Pastel Acetinada A com JONCRYL 63 de Exemplo 4.

[00022] Símbolos semelhantes nas figuras indicam elementos semelhantes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00023] A presente exposição é direcionada a uma composição de revestimento de látex transportada em água que inclui um polímero de formação de filme, um espessante associativo polimérico, um modificador de viscosidade resina estireno acrílica polimérica, um tensoativo e água. Neste pedido de patente o termo “transportada em água” quando usado com relação a tinta, mancha ou corante significa que o principal veículo ou carreador líquido para a tinta, mancha ou corante é água.

[00024] Em algumas modalidades a composição de revestimento de látex transportada em água é de “baixo VOC”, que se refere a uma composição de revestimento que contém menos que cerca de 50 gramas / litro de compostos orgânicos voláteis, mais preferivelmente menos que cerca de 25 gramas / litro de compostos orgânicos voláteis, e mais preferivelmente menos que cerca de 5 gramas / litro de compostos orgânicos voláteis baseado na composição de revestimento líquida total. Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água é substancialmente livre de VOCs. Quando usado com relação a um componente que pode ser encontrado em tinta, mancha ou composição corante, o termo “substancialmente livre de” significa contendo menos que cerca de 1% em peso do componente baseado no peso da composição.

[00025] Em algumas modalidades, o espessante associativo polimérico e tensoativo estão presentes em quantidades relativas na composição de revestimento de látex transportada em água de modo que o espessante associativo polimérico sobre substancialmente as superfícies sobre as partículas do polímero formador de filme para prevenir floculação de ponte e manter a composição de revestimento de látex transportada em água na região de boa dispersão de Figura 1.

[00026] Uma variedade de polímeros formadores de filme pode ser usada na composição de revestimento de látex transportada em água, incluindo polímeros látex, polímeros dispersáveis em água, polímeros reduzíveis em água, e polímeros modificados com óleo. Neste pedido de patente os termos “polímero” e “polimérico” incluem polímeros assim como copolímeros de dois ou mais monômeros.

[00027] Apropriados polímeros látex para a composição de revestimento de látex transportada em água incluem acrílicos, (met)acrílicos, vinilas, estireno acrílicos, poliuretanos, etileno acetato de vinila, polibutadieno, polivinilideno, estireno acrílicos, vinil acrílicos, ésteres de ácido vinil versático, estireno / butadieno, epóxi ésteres, poli siloxanos, silicones, copolímeros fluorados, e suas misturas ou copolímeros. Tais polímeros látex normalmente contêm pelo menos partículas poliméricas, água, e um ou mais emulsificantes. As partículas de polímero látex transportadas em água podem incluir um ou mais grupos funcionais capazes de reagir com um reticulador externo, e tal reticulador externo também pode ser uma parte das composições mostradas. Em adição, em algumas modalidades, grupos funcionais de autorreticulação como AAEM (metacrilato de aceto acetoxi etila) podem ser usados.

[00028] Apropriados polímeros látex são tipicamente estabilizados usando um ou mais emulsificantes não iônicos ou aniônicos (viz., tensoativos), usados sozinhos ou juntos. Se desejado, os polímeros látex podem ser estabilizados com um polímero solúvel em álcali. Um iniciador radical livre solúvel em água é tipicamente usado na polimerização de um polímero látex. O polímero látex pode opcionalmente também ser funcionalizado com grupos olefínicos ou outros grupos reticuláveis onde é desejado permitir o polímero látex participar em cura com radiação.

[00029] Polímeros látex comercialmente disponíveis exemplares incluem dispersões de polímeros ALBERDINGK AC 2514, ALBERDINGK AC 25142, ALBERDINGK AC 2518, ALBERDINGK AC 2523, ALBERDINGK AC 2524, ALBERDINGK AC 2537, ALBERDINGK AC 25381, ALBERDINGK AC 2544, ALBERDINGK AC 2546, ALBERDINGK MAC 24, e ALBERDINGK MAC 34 de Alberdingk Boley, Inc.; AQUAMAC 720 de Hexion Specialty Chemicals; EPS 2538látex acrílico, látex estireno acrílico EPS 2540 e emulsões de látex acrílico EPS 2725 de EPS Corp.; emulsões vinil acrílicas disponíveis de Celanese Emulsion Polymers sob a marca registrada RESYN 7305; emulsões acrílicas disponíveis sob as marcas registradas RHOPLEX 3131-LO, RHOPLEX E-693, RHOPLEX E-940, RHOPLEX E-1011, RHOPLEX E-2780, RHOPLEX HG-95P, RHOPLEX HG-700, RHOPLEX HG-706, RHOPLEX PR-33, RHOPLEX TR-934HS, RHOPLEX TR-3349 e RHOPLEX VSR- 1050 de Rohm and Haas Co.; dispersões de polímeros disponíveis sob as marcas registradas RHO SHIELD 636 e RHO SHIELD 3188 de Rohm and Haas Co.; emulsões acrílicas disponíveis sob as marcas registradas JONCRYL538, JONCRYL 1552, JONCRYL 1972, JONCRYL 1980, JONCRYL 1982, JONCRYL 1984 e JONCRYL 8383 de BASF Resins; polímeros látex acrílicos disponíveis sob as marcas registradas NEOCRYL A-1127, NEOCRYL A-6115, NEOCRYL XK-12, NEOCRYL XK-90, NEOCRYL XK-98 e NEOCRYL XK-220 de DSM NeoResins, Inc., e suas misturas e combinações.

[00030] As composições de látex transportadas em água podem alternativamente ou opcionalmente conter um polímero dispersável ou reduzível em água. Polímeros dispersáveis em água exemplares incluem poliuretanos, acrílicos, (met)acrílicos, vinilas, poliésteres, e suas misturas ou copolímeros. O polímero dispersável em água tipicamente incluirá como uma parte do polímero um grupo ou grupos que tornam o polímero dispersável por si mesmo em água. O polímero dispersável em água opcionalmente também pode ser funcionalizado com grupos olefínicos ou outros grupos reticuláveis onde é desejado permitir que o polímero dispersável em água participe em cura com radiação.

[00031] Polímeros reduzíveis com água ou dispersáveis em água comercialmente disponíveis exemplares incluem copolímeros acrílicos disponíveis de BASF Corporation sob a marca registrada JONCRYL; PARALOID WR-97 resina acrílica reduzível em água de Dow Coating Materials; resina alquila reduzível em água EPS 6208 de Engineered Polymer Solutions, Inc. (“EPS”); ANCAREZ AR555 resina epóxi reduzível em água de Air Products and Chemicals, Inc.; BECKOPOX EP386W/56WA resina epóxi reduzível em água de Cytec Industries; resina poliéster reduzível em água EPS 3216 de EPS; dispersão de poliuretano EPS 4213 de EPS; dispersão de poliuretano BAYHYDROL PR240 de Bayer Material Science; e emulsões de copolímero de cloreto de vinilideno POLIDENE de Scott Bader Inc.

[00032] Polímeros modificados com óleo também podem ser usados como polímeros látex ou se apropriadamente estabilizados como polímeros dispersáveis em água. Como aqui usado, polímeros modificados com óleo incluem polímeros que contêm óleos ou derivados baseados em óleos tais como óleos glicerídeos (monoglicerídeos, diglicerídeos, e semelhantes), ácidos graxos, aminas graxas, e suas misturas. Exemplos de tais polímeros modificados com óleo incluem alquilas, poliuretanos modificados com óleo, poliamidas modificadas com óleo, acrílicos modificados com óleo, e suas misturas ou copolímeros.

[00033] Em várias modalidades, as composições de revestimento de látex transportadas em água contêm cerca de 1% em peso a cerca de 80% em peso de látex ou polímero dispersável em água baseado no peso total dos componentes não voláteis no sistema de revestimento, cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso, ou cerca de 6% em peso a cerca de 65% em peso. Se um polímero dispersável em água também é empregado, o polímero dispersável em água pode estar presente em uma quantidade de menos que a quantidade de polímero látex.

[00034] Em algumas modalidades, emulsões aquosas tais como acrílicas, estireno acrílicas, vinil acrílicas e etileno acetato de vinila foram verificadas trabalharem bem na composição de revestimento de látex transportada em água. Em algumas modalidades, os polímeros e copolímeros nestas emulsões têm uma temperatura de transição vítrea (Tg) de cerca de -45oC a cerca de 115oC, e em outras modalidades os polímeros e copolímeros podem ter temperaturas de transição vítrea (Tg) de cerca de 0oC a cerca de 30oC. Em algumas modalidades, monômeros acrílicos e (met)acrílicos podem ser copolimerizados com monômeros estireno ou vinila, e podem ser incorporados na composição de revestimento de látex transportada em água em forma de 100% de sólidos ou transportada em água. Em algumas modalidades, estas resinas variam em pH de cerca de 1,5 a cerca de 11, ou de cerca de 1,7 a cerca de 10, têm tamanhos de partículas que variam de cerca de 30 a cerca de 400 nanometros, e matéria não volátil (“NVM”) varia de cerca de 21% a cerca de 65%.

[00035] Exemplos incluem, mas não são limitados a, emulsões acrílicas aquosas disponíveis de EPS sob as marcas registradas EPS 2103, EPS 2111, EPS 2113, EPS 2117, EPS 2257, EPS 2293, EPS 2705, EPS 2708, EPS 2757 e EPS 2772, assim como emulsões acrílicas aquosas EPS 2272, EPS 2507, EPS 2510, EPS 2512, EPS 2514, EPS 2526, EPS 2533, EPS 2535, EPS 2537, EPS 2548, EPS 2550, EPS 2561, EPS 2568, EPS 2572, e EPS 2851.

[00036] As composições de revestimento de látex transportadas em água contêm água, que pode ser água de torneira, deionizada, destilada, de osmose reversa ou reciclada. Preferivelmente as composições de revestimento de látex transportadas em água contêm água suficiente de modo que cerca de 20 a cerca de 80% em peso de sólidos e mais preferivelmente cerca de 35 a cerca de 65% em peso de sólidos estão presentes quando a composição é aplicada a um substrato.

[00037] As composições de revestimento de látex transportadas em água aqui descritas também podem conter um ou mais cossolventes ou plastificantes para auxiliarem em mistura ou revestimento de composição; para aperfeiçoamento de coalescência; para acelerar, reduzir o calor requerido ou reduzir emissões associadas com secagem forçada; ou para facilitar secagem com ar. Apropriados cossolventes preferivelmente são solventes não poluidores do ar perigosos (solventes não-HAPS), podem onde apropriado ser obtidos em uma forma livre de água (por exemplo, grau uretano), e podem, por exemplo, incluir glicol éteres (por exemplo, DOWANOL DPM e de Dow Chemical Co.), M-PYROL N-metil-2-pirrolidona de International Specialty Products), os vários solventes glicol discutidos no pedido de patente internacional WO 2008/150294 A1, e suas misturas. Texanol éster álcool de Eastman é coalescente contendo VOC muito comum para tinta látex, e outros coalescentes incluem Dapro FX 511 de Elementis Specialties, Eastman EEH, Optifilm 300 de Eastman, Dowanol DPnB, e Dowanol PPh.

[00038] As composições de revestimento de látex transportadas em água preferivelmente contêm 0 a cerca de 100 e mais preferivelmente menos que cerca de 30 g/L de cossolvente. Embora não desejando ser preso por qualquer teoria, evidência presentemente disponível indica que, em algumas modalidades, cossolvente interrompem a estrutura de água e rede de espessante na composição de revestimento de látex transportada em água. Em adição, os cossolventes podem reduzir a adsorção das moléculas de espessante associativo polimérico sobre a superfície de látex para provimento de mais locais no sistema total para interação do tensoativo, assim mediando os efeitos do tensoativo. Quanto mais hidrofóbico o cossolvente, maior o efeito que ele tem sobre as características do sistema espessante / tensoativo.

[00039] As composições de revestimento de látex transportadas em água opcionalmente podem incluir plastificantes tais como, por exemplo, polietileno CARBOWAX 300 e CARBOWAX 600 de Dow Chemical Co., PARAPLEX G-30, PARAPLEX G-41, PARAPLEX G-60, PARAPLEX RGA-2 e PARAPLEX WP-1 de Dow Chemical Co., CITROFLEX 4 éster de ácido cítrico de Vertellus Specialties Inc., e suas misturas. Plastificantes de baixo VOC incluem Dapro FX 513, FX 514 de Elementis Specialties, Kflex 500, Kflex 850S de Emerald Performance Materials, Optifilm 400 de Eastman, Loxanol CA5310 e CA5320 de BASF.

[00040] Em tinta látex o nível de coalescente ou plastificante é baseado em fatores tais como, por exemplo, a Tg do polímero e sobre o peso total de sólidos de látex. Em algumas modalidades, que não são pretendidas serem limitantes, as composições de revestimento preferivelmente contêm 0 a cerca de 10% em peso, ou cerca de 2 a cerca de 5% em peso de plastificante baseado no peso total de composição.

[00041] O tamanho das partículas do polímero formador de filme na composição de revestimento de látex transportada em água pode variar amplamente, mas quanto menor o tamanho de partícula, maior a região de boa dispersão no diagrama de fase de Figura 1. Embora não desejando ser preso por qualquer teoria, evidência presentemente disponível indica que isto é devido à aumentada área de superfície disponível para interação com os espessantes e tensoativo na composição de revestimento. Em adição, a CFC (concentração de floculação crítica, o limite de região de esgotamento de floculação inferior é a concentração crítica abaixo da qual floculação de esgotamento não ocorrerá) na área de esgotamento (Figura 1) aumenta com diminuição de tamanho de látex porque em um dado volume de sólidos quanto menores as partículas do polímero látex, menor o volume a partir do qual o polímero solúvel é excluído. Em algumas modalidades, que não são pretendidas serem limitantes, as partículas de polímero formador de filme têm um tamanho de partícula de cerca de 50 nm a cerca de 600 nm, ou cerca de 90 nm a cerca de 400 nm, ou cerca de 100 nm a cerca de 340 nm.

[00042] Quando uma superfície de um polímero formador de filme usado na composição de revestimento de látex transportada em água é mais hidrofílica, como quando monômeros baseados em ácido carboxílico são usados, o número de sítios hidrofóbicos disponíveis para tensoativo e espessantes é reduzido. Isto conduz a uma menor região de floculação de ponte na Figura 1 e diminuída região de boa dispersão devido à pequena quantidade de tensoativo necessária para saturar a superfície de látex e deslocar o espessante. Quando uma superfície do polímero formador de filme usado no revestimento de látex transportado em água é mais hidrofóbica, interações com as moléculas espessantes são aumentadas. No mesmo tamanho de partícula, as partículas de látex mais hidrofóbicas tendem a ter uma maior região de floculação de ponte na Figura 3, mas também uma maior região de boa dispersão.

[00043] Em algumas modalidades, que não são pretendidas serem limitantes, polímeros formadores de filme preferidos incluem copolímeros acrílicos / metacrílicos com baixos níveis de grupos ácido acrílico ou metacrílico para estabilidade. Estes copolímeros acrílicos / metacrílicos opcionalmente podem incluir funcionalidade de autorreticulação. Látex etileno acetato de vinila, acetato de vinila, vinil acrílico são mais hidrofóbicos devido às metades estabilizantes, e são menos reativos para espessantes associativos HEUR.

[00044] A composição de revestimento de látex transportada em água ainda inclui pelo menos um tensoativo ou dispersante (à parte daqueles que á possam estar presentes no polímero látex). Tensoativos ou dispersantes exemplares incluem materiais aniônicos, anfotéricos e não iônicos.

[00045] Tensoativos não iônicos apropriados para incorporação na composição de revestimento de látex transportada em água incluem, mas não são limitados a, compostos de copolímeros de bloco baseados em óxido de etileno e óxido de propileno disponíveis sob a designação Pluronic de BASF SE, tais como Pluronic L31 (copolímero de bloco difuncional terminando em grupos hidroxila primários), Pluronic 17R2 (copolímero de bloco difuncional terminando em grupos hidroxila secundários), e Pluronic 25R2 (copolímero de bloco difuncional terminando em grupos hidroxila secundários). Estes compostos têm um valor HLB de cerca de 1 a cerca de 7. Outros tensoativos apropriados incluem etoxilatos de octil e nonil fenol não iônicos de vários fornecedores com uma faixa de HLB de 4 a 18. Etoxilatos de álcool secundário e linear de vários fornecedores com uma faixa de HLB de 4 a 18, assim como outros tensoativos não iônicos como aqueles disponíveis de Air Products and Chemicals, Allentown PA, sob a marca registrada Carbowet (106, 109, 125, 138, 144, 76) e Surfynol 104 em vários solventes como 104BC (butil Carbitol) 104A (2-etil hexanol) 104E (50% em etileno glicol), 104DPM (dipropileno glicol monometil éter), 104H (75% em etilenoglicol), 104PA (álcool isopropílico), 104PG50 (50% em propileno glicol), Surfynol 440, 465, 485, PSA336, SE, e TG.

[00046] Tensoativos aniônicos apropriados para incorporação na composição de revestimento de látex transportada em água incluem, mas não são limitados a, dodecil sulfato de sódio (SDS ou NaDS), a série Tamol de poliácido e dispersantes copolímeros de poliácidos como Tamol 851, Tamol 1254, Tamol 945, Tamol 1124, Tamol SG-1, Tamol 681, Tamol 731, Tanmol 165, de Dow Coating Materials, a série Dispex Ultra FA disponível de BASF tais como Ultra FA 4216, 4204, 4220, 4225, 4231, 4236, 4180 e 4501, a série Dispex CX incluindo Dispex CX4204, 4340, 4240, 4325,4910, e 4230, a série Dispex AA incluindo Dispex 4140, 4144, 4030, 4040, a série Dispex Ultra PA incluindo Ultra PA 4500, 4501, 4502, 4503, 4510, 4530, 4550, 4560, 4580, 4585, e 4590, a série Dispex Ultra PX incluindo Ultra PX 4575, a série Ecodis from Coatex (uma divisão de grupo Arkema) incluindo Ecodis P 30, P 50, e P 90, e a série Coadis incluindo Coadis 123 K, 144A, BR 3, BR 40, e BR 85, assim como Byk 154, e a série Disperbyk incluindo Disperbyk 187, 190, 191, 192, 199, 2010, 2012, e 2015 de Byk Additives and Instruments (divisão de Altana), e a série Rhodoline de Solvay incluindo Rhodoline 111, 207, 225, 226/35, 230, 231, 270, 286N, e 134.

[00047] Outros tensoativos ou dispersantes comercialmente disponíveis apropriados incluem fosfato ésteres fabricados de etoxilatos de octil fenol ou nonil fenol ou etoxilatos de álcool tridecílico reagidos com um derivado de ácido fosfórico ativado. Exemplos incluem os fosfato ésteres Strodex e Dextrol de Ashland Aqualon Functional, ingredientes como as versões ácido livre Dextrol OC-752S, OC-78N, OC-6025, OC-65K, OC-180, OC-4025, OC-45N. Strodex FT- 50K, SEK-50D, TH-100, TH-4427, LFK-70, PSK-28, PK-90, PK-0VOC, MOK-70, KM-0VOC, e EHK-70. Outros fornecedores de fosfato ésteres incluem Solvay, Dow Chemical, Akzo Nobel, e Huntsman.

[00048] Em algumas modalidades, o tensoativo ou mistura de tensoativos na composição de revestimento de látex transportada em água deve estar presente em menos que cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento. No presente pedido de patente o termo “fase contínua” refere-se à fase líquida da composição de revestimento de látex transportada em água, calculada a partir de % de voláteis na composição. Em algumas modalidades, o tensoativo ou mistura de tensoativos pode estar presente em cerca de 0,1% a cerca de 1%, ou cerca de 0,25% a cerca de 1%, ou cerca de 0,3% a cerca de 0,8% > sobre a fase contínua da composição de revestimento. Em algumas modalidades, o tensoativo ou mistura de tensoativos na composição de revestimento de látex transportada em água deve estar presente em cerca de 1 libra por galão a cerca de 20 libras por galão (de cerca de 119,8 a cerca de 2396,5 kg/m3), baseado no peso total da composição de revestimento, ou cerca de 2 libras por galão a cerca de 12 libras por galão, ou cerca de 2 libras por galão a cerca de 6 libras por galão (de cerca de 239,6 a cerca de 1437,9 kg/m3 ou de cerca de 239,6 a cerca de 718,9 kg/m3).

[00049] A composição de revestimento de látex transportada em água também contém espessantes associativos poliméricos e outros modificadores de reologia. Espessantes associativos poliméricos exemplares incluem, mas não são limitados a, emulsões intumescíveis (ou solúveis) em álcali (ASEs), copolímeros de bloco de uretano - óxido de etileno hidrofobicamente modificados não iônicos (também aqui referidos como espessantes HEAT), e emulsões solúveis em álcali ou intumescíveis em álcali hidrofobicamente modificadas aniônicas (aqui referidas como espessantes HASE), e terpolímeros de estireno - anidrido maleico (SMAT). No presente pedido de patente o termo espessante associativo refere-se a compostos poliméricos que se associam com ou adsorvem sobre as superfícies das partículas de polímero de látex formando filme coloidais na composição de revestimento de látex transportada em água usando qualquer um de ligação molecular, ligação de hidrogênio, ou interação de carga. Os espessantes associativos interagem com eles mesmos e com as partículas de polímero de látex em um sistema através de associação hidrofóbica, que proporciona viscosidades maiores do que esperado para um dado peso molecular de espessante.

[00050] Em uma modalidade, por exemplo, os espessantes HEUR utilizam moléculas ligantes tais como diisocianatos, poliéteres, poliacetais para ligação com um álcool hidrofóbico como um poliéter poliol para formação de uma rede espessante polimérica solúvel em água substancialmente linear. Apropriados exemplos são descritos nas patentes U.S. Nos. 4 079 028; 4 155 892; 4 426 485; e 5 574 127. Em espessantes HEAT, por exemplo, um composto aminoplasto é ligado com o álcool hidrofóbico e um glicol tal como polietileno glicol (PEG) para prover um espessante com uma estrutura polimérica mais ramificada. Apropriados exemplos incluem, mas não são limitados a, espessantes associativos disponíveis sob a marca registrada OPTIFLO de Byk-Chemie GmbH, Wesel, Alemanha.

[00051] Em várias modalidades, os espessantes associativos poliméricos podem ser usados sozinhos ou em combinação com espessantes não associativos tais como, por exemplo, celulósicos e polissacarídeos.

[00052] Em algumas modalidades, que não são pretendidas serem limitantes, a composição de revestimento de látex transportada em água inclui o espessante associativo HEUR mostrado diagramaticamente em Fórmula I abaixo:

Fórmula 1

[00053] Em algumas modalidades preferidas os espessantes HEUR de Fórmula I têm pesos moleculares de cerca de 15 000 - 100 000, e baseiam-se quase inteiramente em associação (por exemplo, adsorção hidrofóbica ou íon-dipolo, autoassociação intermolecular ou intramolecular, formação de micela em mistura, e suas combinações) para desenvolver viscosidade na composição de revestimento de látex transportada em água. Em algumas modalidades os polímeros de cadeia principal dos espessantes HEUR de Fórmula I são álcoois hidrofóbicos tais como, por exemplo, PEG (polietileno glicol), reagido com diisocianatos (por exemplo, diisocianato de tolueno), e os espessantes podem ser hidrofobicamente capeados na extremidade com álcoois hidrofóbicos ou aminas se o aduto PEG/NCO é produzido. Em algumas modalidades, os espessantes HEUR incluem pelo menos dois segmentos hidrofóbicos terminais, que podem ser selecionados de, por exemplo, poliéteres e poliésteres.

[00054] O desempenho dos espessantes HEUR de Fórmula I pode ser ajustado através de variação de razão de segmentos hidrofóbicos para hidrofílicos na molécula, e teor de carbono hidrófobo pode ser variado para produzir hidrofobicidade variando ou poliisocianatos e polióis parra produzir estruturas com forma de estrela ou ramificadas. Em algumas modalidades, grupos hidrofóbicos podem ser adicionados aos espessantes HEUR de Fórmula I com copolimerização de EO ou com epóxidos de alquila de cadeia longa. Modificação dos copolímeros de Fórmula I pode resultar em mudanças em eficiência de espessamento, dependência de taxa de cisalhamento de viscosidade, e capacidade de dispersão.

[00055] A presença de grupos hidrofóbicos e hidrofílicos na mesma molécula de espessante HEUR indica uma certa atividade de superfície. Acima de uma certa concentração característica, as moléculas de espessante HEUR tendem a formar micelas, e a mesma molécula de espessante HEUR pode estar presente em mais de uma micela. Isto resulta na formação de estruturas que reduzem a mobilidade das moléculas de água e um aumento da viscosidade da composição de revestimento de látex transportada em água, que pode resultar na formação de uma estrutura semelhante a gel. Embora não desejando ser preso por qualquer teoria, o aumento de viscosidade obtido com um espessante associativo HEUR é a soma de vários fenômenos físicos tais como, por exemplo: aumento na viscosidade da composição de revestimento através de dissolução do polímero HEUR, formação de micela e/ou formação de ligações entre micelas de HEUR, e associação com as superfícies das partículas de polímero de formação de filme e quaisquer moléculas de pigmento. As ligações entre as moléculas de espessante HEUR e as partículas do polímero de formação de filme, pigmento e solvente pode ser o resultado de, por exemplo, qualquer de ligação de hidrogênio amida-amida, ligação amida-éster, e ligação de hidrogênio.

[00056] Devido cada molécula de espessante associativo HEUR conter pelo menos dois segmentos hidrofóbicos, é possível que duas partículas de polímero formador de filme sejam ligadas uma à outra via a molécula HEUR e para formação de uma estrutura semelhante a esqueleto. A extensão na qual associação ocorre com as partículas de polímero formador de filme depende das propriedades do grupo hidrofóbico e das propriedades de superfície das partículas de polímero formador de filme. A resistência da construção de estrutura entre o espessante associativo HEUR e as partículas de polímero formador de filme depende da resistência da associação do espessante PUR à superfície de partícula de dispersão.

[00057] Na prática, a resistência da ligação depende da composição das ligações e o número das ligações por molécula associada. A qualidade das ligações, tanto quanto a molécula de espessante está relacionada, é influenciada pelas características físicas do segmento hidrofóbico. Aumento de hidrofobicidade tende a aumentar a adsorção e como um resultado aumenta a viscosidade da composição de revestimento de látex transportada em água. Com relação ao aspecto de quantidade, o número de ligações por molécula de polímero de formação de filme é proporcional ao efeito de espessamento sob condições de alto cisalhamento.

[00058] Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água inclui os espessantes HASE associativos mostrados genericamente na Fórmula II abaixo:

[00059] Os espessantes HASE de Fórmula II baseiam-se mais em sua cadeia principal carregada negativamente de alto peso molecular para desenvolver viscosidade do que os modos de associação utilizados pelos espessantes HEUR de Fórmula I. Os espessantes HASE de Fórmula II têm pesos moleculares uma ordem de magnitude maior que os espessantes HEUR de Fórmula I, e contêm funcionalidade ácida suficiente para torna-los solúveis em pH alcalino e têm hidrófobos ligados à cadeia principal através de cadeias laterais de óxido de etileno.

[00060] Na Fórmula II, os sais de polímeros e copolímeros de radical livre de ácidos acrílico, metacrílico e maleico oferecem considerável versatilidade de composição. Pesos moleculares, escolha de comonômero, uso de reticulador, e quantidade de grupo hidrofóbico são algumas das variáveis acessíveis em manipulação de compostos HASE de Fórmula II para uma particular aplicação. Por exemplo, grupos hidrofóbicos podem ser incorporados diretamente na copolimerização como monômeros tipo vinila, usualmente com cadeia de óxido de polietileno relativamente curta entre o grupo polimerizável e o hidrófobo.

[00061] Em algumas modalidades, adicionais espessantes podem ser usados na composição de revestimento de látex transportada em água para ajustar viscosidade. Por exemplo, adicionais espessantes podem incluir espessantes celulósicos como a linha CELLOSIZE, METHOCEL, ou ETHOCEL de espessantes de Dow, a linha Natrosol de espessantes de Aqualon, e a linha Bermacol de espessantes de Akzo Nobel. Espessantes de alto cisalhamento para construção de viscosidade ICI incluem ACRYSOL RM-2020NPR, RM-3000, RM- 5000, RM-6000 espessantes HEUR, e Acrysol RM-7, DR-73, DR-6600, espessantes DR-5500 HASE comercialmente disponíveis de Dow Chemical Company (Philadelphia, PA); espessantes HEUR Coapur 2020, 2025, 3020, and 3025 e espessantes HASE Rheotech 2000, 2100, 2800 de Coatex. Parra suspensão de pigmento e controle de separação argila atapulgita ATTAGEL, comercialmente disponível de BASF Corporation (Florham Park, NJ) ou BENTONE AD e BENTONE EW ambos de Elements Specialties, podem ser usados. Em adição, espessantes silicato de magnésio sintéticos Laponita de Byk e Lattice NTC (celulose microcristalina & sódio carboxi metil celulose) de FMC BioPolymer podem ser usados.

[00062] Os espessantes HASE de Fórmula II diferem de espessantes HEUR de Fórmula I em que os espessantes HASE têm um peso molecular muito maior, são iônicos, e têm uma menor densidade de hidrófobo (número de hidrófobos por volume molecular). Como um resultado, em algumas modalidades sistemas HASE podem ser floculados por esgotamento mais facilmente que sistemas HEUR devido parcialmente a associações mais fracas com as partículas de polímero formador de filme.

[00063] O espessante ou mistura de espessantes na composição de revestimento de látex transportada em água deve estar presente em cerca de 0,1% a cerca de 2%, ou cerca de 0,2% a cerca de 1,5%, ou cerca de 0,3% a cerca de 1%, ou cerca de 0,5% a cerca de 0,8% sobre a fase contínua da composição de revestimento. No presente pedido de patente o termo “fase contínua” refere-se à fase líquida da composição de revestimento de látex transportada em água, calculada a partir da % de voláteis na composição.

[00064] A composição de revestimento de látex transportada em água ainda inclui uma resina estireno acrílica que pode auxiliar em formação de filme enquanto reduzindo a viscosidade da composição de revestimento de látex transportada em água sem adição de adicionais tensoativos ou VOCs para a composição. Enquanto não desejando ser preso por qualquer teoria, evidência presentemente disponível indica que a resina estireno acrílica diminui a viscosidade KU o que permite que mais espessante associativo polimérico seja usado na composição, o que pode reduzir ou substancialmente eliminar floculação de ponte. Aumento de quantidade de espessante na composição permite que o espessante revista mais completamente as superfícies das partículas do polímero formador de filme e opcionais partículas de pigmento parra prevenir floculação de ponte e mover a composição de revestimento na região de boa dispersão de Figura 1. Adição de tensoativo pode mover a composição de revestimento na região de floculação de esgotamento de Figura 1, e pode resultar em um revestimento tendo desempenho menos desejável. Embora não desejando ser preso por qualquer teoria, a resina estireno acrílica polimérica pode se comportar como um tensoativo em redução de viscosidade KU da composição de revestimento transportada em água sem causar os problemas resultantes de adição de tensoativos de baixo peso molecular, que podem mover a composição de revestimento na região de floculação de esgotamento de Figura 1. Em adição, o tensoativo adicionado pode contribuir para sensitividade de água, resistência à mancha e menor resistência de esfregação.

[00065] Apropriadas resinas estireno acrílicas devem ser dispersáveis em uma composição de revestimento que inclui os polímeros formadores de filme de látex aqui descritos, e facilitam formação de filme em temperaturas de menos que cerca de 25oC, e mesmo em temperaturas de 5 a 10oC. Resinas estireno acrílicas preferidas têm um teor de VOC de menos que cerca de 50%, preferivelmente menos que cerca de 30%, mais preferivelmente menos que 20%, e mais preferivelmente, menos que cerca de 15%.

[00066] Polímeros estireno acrílicos apropriados exemplares incluem, mas não são limitados a, JONCRYL 63, JONCRYL 67, JONCRYL 678, JONCRYL ECO 694 (todos disponíveis de BASF), NEOCRYL BT-100 OR BT-175 (disponível de DSM Neoresins), MOREZ 101 (disponível de Rohm and Haas), CARBOSET GP-1166, GA-2299, OR GA-2300 (disponíveis de Noveon), EASTACRYL Emulsion 30D (disponível de Eastman Chemical Co.), SECRYL 35 (disponível de Omnova Solutions) e VANCRYL 65 ou 68 (disponíveis de Cytec Surface Specialities).

[00067] As resinas estireno acrílicas estão presentes nas composições de revestimento de látex transportadas em água em cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso e mais preferivelmente cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso, ou cerca de 0,8 a cerca de 1,5% em peso, ou cerca de 1 a cerca de 1,2% em peso, baseado no peso de composição total.

[00068] Em várias modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água também pode incluir uma ampla faixa de aditivos incluindo, mas não limitado a, dispersantes, retardadores de chama, absorvedores de água, repelentes de água, inibidores de mofo, compostos resistentes à luz UV, ajustadores de pH, modificadores de reologia, agentes de controle de fluxo, antiespumantes, e semelhantes.

[00069] Por exemplo, antiespumantes podem incluir antiespumantes combinação de múltiplos hidrófobos e outros antiespumantes conhecidos por aqueles versados na técnica. Por exemplo, apropriados antiespumantes podem incluir FOAMASTER, comercialmente disponível de BASF Corporation e TEGO FOAMEX 810 de Evonik.

[00070] Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água pode incluir materiais de enchimento como, por exemplo, materiais de enchimento minerais inorgânicos como alumina silicatos de sódio - potássio, sílica microcristalina, talco (silicato de magnésio), e outros materiais de enchimento conhecidos por aqueles versados na técnica. Por exemplo, materiais de enchimento podem incluir MINEX 7, comercialmente disponível de Cary Company (Addison, IL); IMSIL A-10, comercialmente disponível de Cary Company; e TALCRON MP 44-26, comercialmente disponível de Specialty Minerals Inc. (Dillon, MT).

[00071] Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água pode incluir um conservante ou biocida na-lata incluindo, mas não limitado a, microbicidas de espectro amplo que proíbem crescimento de bactérias e fungos, antimicrobianos tais como aqueles baseados no ativo diiodo metil - ptolil sulfona, AMICAL escoável, comercialmente disponível de Dow Chemical Company, e outros compostos conhecidos por aqueles versados na técnica. Por exemplo, biocidas podem incluir KATHON LX 1,5%, comercialmente disponível de Dow Chemical Company, 1,2-benzisotiazolin-3-ona (BIT), 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona / 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (CMIT / MIT) ou Kathon LX 1,5%, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT), 2,2- dibromo-3-nitrilo propionamida (DBNPA), cloreto de 1-(3-cloro alil)- 3,5,7-triaza-1-azonio adamantano (CTAC, DOWICIL 75), dimetilol dimetil hidantoína (DMDMH), 1,2-dibromo-2,4-diciano butano (DBDCB), zinco piritiona (ZPT), e N-metil-1,2-benzisotiazol-3(2H)-ona (MBIT).

[00072] Biocidas também podem atuar como preservativos. Biocidas de filme de tinta seco comumente usados podem ser classificados de acordo com seu espectro microbiano. Em outras palavras, eles podem ser classificados baseado em se sua principal atividade é fungicida ou algicida ou ambas. Fungicidas típicos usados na indústria de tinta para preservação de filme seco incluem: carbendazim (BCM), clorotalonil (CTL), propinil butil carbamato de iodo (IPBC), octil isotiazolinona (OIT), dicloro octil isotiazolinona (DCOIT), n-butil benzisotiazolinona (BBIT), e zinco piritiona (ZnPT). Prevenção de deformação de fungos é tipicamente o foco de programas biocidas de formulação de tinta, entretanto, crescimento de algas também pode ser um problema significante. Maioria de fungicidas de filme de tinta não é bom algicida, entretanto, zinco piritiona tem atividade antialgas assim como atividade antifungos. POLYPHASE 663, comercialmente disponível de Troy Corporation (Newark, NJ), e BUSAN1292 de Buckman Laboratories, Inc., e NOPCOCIDE N-40D de Cognis são exemplos testes.

[00073] Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água pode incluir um absorvedor de UV tal como, por exemplo, composições de hidroxi fenil triazina encapsuladas e outros compostos conhecidos por aqueles versados na técnica, por exemplo, TINUVIN de Ciba Specialty Chemicals, e EVERSORB 80 de Everlight Chemical.

[00074] Estes aditivos estão opcionalmente presentes na composição de revestimento de látex transportada em água até cerca de 5% em peso, ou em cerca de 0,01% em peso a cerca de 2% em peso, ou cerca de 0,15% em peso a cerca de 1% em peso, baseado no peso total da composição.

[00075] Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água inclui um “corante”, que neste pedido de patente significa uma composição que pode ser adicionada para alterar o tom ou clareza da composição, e que contém pigmento ou corante e um veículo opcional, mas é substancialmente livre de componentes poliméricos formadores de filme.

[00076] Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água inclui um pigmento, que neste pedido de patente refere-se não somente a pigmentos em partículas que funcionam através de reflexão de luz, mas também corantes solúveis ou dispersáveis que funcionam através de absorção de luz.

[00077] Em várias modalidades, apropriados exemplos de pigmentos incluem, sem limitação, dióxido de titânio branco, negro de fumo, negro de lâmpada, óxido de ferro negro, óxido de ferro vermelho, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro marrom (uma combinação de óxido amarelo e vermelho com óxido negro), ftalocianina verde, ftalocianina azul, vermelhos orgânicos (como vermelho naftol, vermelho quinacridona e vermelho toluidina), magenta quinacridona, violeta quinacridona, laranja DNA, e/ou amarelos orgânicos (tal como amarelo Hansa), por exemplo.

[00078] Em várias modalidades, a concentração em volume de pigmento na composição de revestimento de látex transportada em água pode variar de cerca de 0% em peso para uma base clara de alto brilho para acima de cerca de 40% em peso para tinta branca plana de qualidade pobre, ou de cerca de 0% em peso a cerca de 30% em peso, ou de cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso. O termo “concentração em volume de pigmento” quando usado com relação a uma tinta, mancha ou corante significa a porcentagem total de volume de revestimento secado ocupado por todas as espécies de pigmentos no revestimento.

[00079] As composições de revestimento podem conter uma variedade de outros adjuvantes que serão familiares para aqueles versados na técnica. Adjuvantes representativos são descritos em Koleske et al., Paint and Coatings Industry, Abril, 2003, páginas 12-86. Adjuvantes exemplares e exemplos comerciais dos mesmos incluem agentes antiformação de buracos, biocidas (por exemplo, agentes coalescentes, indicadores de cura, enchimento, nivelamento, por exemplo, talcos, sílicas, silicatos e wollastonitas tais como materiais de enchimento VANSIL de R.T. Vanderbilt), materiais de enchimento isolantes tais como microesferas cerâmicas ZEEOSPHERES de Zeeospheres Ceramics, LLC, estabilizadores térmicos, agentes de nivelamento, fotoestabilizadores (por exemplo, fotoestabilizadores amina impedida como TINUVINT 123-DW e TINUVIN 292 HP de Ciba Specialty Chemicals), mildiocidas, abrilhantadores óticos, plastificantes, preservativos (por exemplo, KATHON LX de Rohm & Haas), ceras (por exemplo, AQUACER 593 de Altana, HYDROCER 303 de Shamrock Technologies, Inc. e MICHEM Emulsion 32535 de Michelman, Inc.), agentes umectantes (por exemplo, BYK 346 e BYK 348 de Altana e TROYSOL LAC de Troy Corporation), e semelhantes. Os tipos e quantidades destes e outros adjuvantes tipicamente serão empiricamente selecionados para uso com a particular aplicação e equipamento de cura em um dado local de fabricação, e com o adjuvante sendo adicionado à primeira parte mostrada, à segunda parte ou a ambas, primeira e segunda parte.

[00080] Em uma modalidade, a composição de revestimento de látex transportada em água aqui descrita é apropriada para uso em uma composição de revestimento, tinta, ou mancha de baixo VOC ou zero VOC para ser colorida ou matizada para uma desejada cor e acabamento, tal como uma tinta base que pode ser matizada em loja, por exemplo. Neste pedido de patente o termo “mancha” significa uma composição de revestimento incluindo um polímero formador de filme que, quando aplicado para formar um filme de revestimento de espessura úmida fina (por exemplo, 100 μm) sobre uma superfície de madeira lisa recentemente jateada com areia, quando seca não esconderá ambos, o grão da madeira e sua textura. Quando uma mancha semitransparente é aplicada a madeira, o grão de madeira e sua textura normalmente permanecem ambos notáveis, enquanto quando uma mancha de cor sólida (viz., opaca) é aplicada o grão normal mente se torna escondido enquanto a textura normalmente permanece notável. Uma mancha tipicamente encharcará em uma madeira ou outro substrato poroso em uma extensão muito maior que uma tinta.

[00081] Algumas modalidades da composição de revestimento de látex transportada em água aqui descrita são apropriadas para uso como um “revestimento superior”, que neste pedido de patente refere- se a uma composição de revestimento que quando secada ou de outro modo endurecida provê uma camada de acabamento externa decorativa ou protetora sobre um substrato revestido. Ainda a título de explanação, tais revestimentos superiores podem ser aplicados em uma ou mais camadas e podem ser aplicados a substratos nus ou revestidos com primer.

[00082] Algumas modalidades da composição de revestimento de látex transportadas em água aqui descritas são apropriadas para uso como um “primer”, que neste pedido de patente refere-se a uma composição de revestimento que é aplicada em uma ou mais camadas a um substrato nu e que é deixada não revestida sem um revestimento superior não pode ser capaz de suportar estendida exposição ao ar livre (por exemplo, exposição equivalente a um ano de luz solar da Flórida fazendo face - sul vertical) sem deterioração visualmente questionável.

[00083] As composições de revestimento podem ser aplicadas a uma variedade de substratos incluindo materiais termoplásticos, compósitos termoplásticos ou revestidos - termoplásticos, assim como a outros materiais incluindo materiais termoendurecidos, compósito termoendurecido, revestido-termoendurecido, madeira, madeira impregnada, derivados de madeira e metal. Em algumas modalidades, a composição de revestimento de látex transportada em água pode ser usada como uma “tinta de arquitetura” ou “mancha de arquitetura”, que respectivamente refere-se a tintas e manchas para uso sobre componentes de construção interiores ou exteriores.

[00084] As composições de revestimento podem ser aplicada usando uma variedade de processos que serão familiares para pessoas versadas na técnica, incluindo espargimento (por exemplo, auxiliado com ar, sem ar ou espargimento eletrostático), escovação, revestimento com rolo, revestimento de inundação e imersão.As composições podem ser aplicadas em uma variedade de espessuras de filme úmido.

[00085] Preferivelmente a espessura de filme úmido é tal de modo a prover uma espessura de filme seco de cerca de 13 a cerca de 260 micrometros (cerca de 0,5 a cerca de 10 mil) e mais preferivelmente cerca de 25 a 75 micrometros (cerca de 1 a cerca de 3 mil) para o revestimento curado. O revestimento aplicado pode ser curado deixando o mesmo secar ao ar ou através de cura acelerada usando uma variedade de dispositivos de secagem (por exemplo, fornos) que serão familiares àqueles versados na técnica. Temperaturas de aquecimento preferidas para cura de composições de revestimento são cerca de 50oC a cerca de 65oC, e mais preferivelmente cerca de 60oC a cerca de 65oC, e tempos de aquecimento preferidos são pelo menos três minutos e menos que 60 minutos, menos que 45 minutos, menos que 30 minutos, menos que 15 minutos, menos que 10 minutos, menos que seis minutos ou menos que cinco minutos. O tempo de aquecimento tenderá a diminuir com temperatura aumentada, aumentado fluxo de ar ou umidade diminuída.

[00086] Tintas fabricadas usando-se a composição de revestimento de látex transportada em água aqui descrita proporcionam excelente resistência inicial à água e, mancha, esfregação, bloco.

[00087] Em algumas modalidades, tintas fabricadas com a composição de revestimento de látex transportada em água aqui descritas demonstram excelente resistência de bloco. Resistência de bloco é medida através de um teste padrão como descrito abaixo, e classificações de bloco são assinaladas sobre uma escala de 0 a 10, onde uma classificação de 0 corresponde a resistência de bloco muito pobre, e uma classificação de 10 corresponde a excelente resistência de bloco. Em um aspecto, as tintas aqui descritas mostram classificações de bloco de 1-dia e 7-dias de preferivelmente pelo menos 6, mais preferivelmente pelo menos 7, e mais preferivelmente pelo menos 8.

[00088] Em algumas modalidades, tintas fabricadas com a composição de revestimento de látex transportada em água aqui descrita demonstram superior resistência de esfregação. Resistência de esfregação é medida é medida através de um teste padrão como descrito abaixo. O filme é curado por sete (7) dias, e resistência à esfregação é reportada como um número de esfregações aplicadas antes de filme falhar, isto é, esfregado fora de superfície de substrato. Em um aspecto, as tintas aqui descritas mostram resistência à esfregação de pelo menos cerca de 600 esfregações, mais preferivelmente cerca de 800 a 1300, e mais preferivelmente cerca de 900 a 1200.

[00089] A invenção é ilustrada pelos exemplos que se seguem. É para ser entendido que os particulares exemplos, materiais, quantidades, e procedimentos são para serem interpretados amplamente de acordo com o escopo e espírito das invenções como aqui mostradas. A menos que de outro modo indicado, todas as partes e porcentagens são em peso e todos os pesos moleculares são pesos moleculares ponderais médios. A menos que de outro modo especificado, todos os compostos químicos usados são comercialmente disponíveis de, por exemplo, Sigma - Aldrich, St. Louis, Missouri.

EXEMPLOS

[00090] Os componentes usados nos exemplos são listados na Tabela 1 abaixo:

[00091] A viscosidade KU foi medida através de um viscosímetro Brookfield KU-2.

[00092] A viscosidade ICI foi medida por um viscosímetro BYK CAP 1000+L.

[00093] O brilho foi medido por medidor de brilho BYK Gardner micro-TRI.

Exemplo 1

[00094] OT 1200, um promotor de tempo - aberto, polímero estireno acrílico JONCRYL 67, e bis(2-etil hexanoato) de trietileno glicol (TEG-EH), foram avaliados para determinar seus efeitos sobre viscosidade KU. Como mostrado na Tabela 2 abaixo, Joncryl 67 (como Joncryl 63, a solução 33% de Joncryl 67) foi verificado ser mais efetivo em produção de redução de KU. Tabela 2 Tomar a batelada de experimento acabado sem qualquer OT1200 na mesma em capacidade (em 0,473 litros) em “pints” e fazer as seguintes pós-adições

Exemplo 2

[00095] Ainda trabalho mostrou que tintas com suficiente espessante HEUR para não serem floculadas por ponte não mostram uma resposta significante para adições de OT1200. Como mostrado na Tabela 3 abaixo, quando a tinta não estava na região floculada por ponte do diagrama de fase de dispersão, nem OT1200 ou Joncryl 63 causou uma redução de viscosidade KU.

Exemplo 3

[00096] Estudos escadas de OT1200 foram feitos na base pastel cetim A que foi floculada com ponte para ver como pequenos incrementos de OT1200 influenciaram a viscosidade de baixo cisalhamento.

[00097] Os resultados para o estudo escada de OT1200 são mostrados na Tabela 4 abaixo.

[00098] Como mostrado na Tabela 4, amostra A tem 0,56% de sólidos ativos HEUR sobre fase contínua e a partir de diagrama de fase de dispersão em Figura 1, houve uma boa possibilidade de que a tinta tenha sido floculada com ponte. Esta assunção foi suportada pelo fato de que amostra A teve o pior fluxo e nivelamento e a maioria de resistência de escorrimento, e desenvolveu 3 mm de sinérese por toda noite.

[00099] Adições de OT1200 em incrementos de 2 libras (0,91 kg) causaram gradualmente a sinérese por toda a noite afastar-se e o escorrimento diminuir e fluxo e nivelamento elevarem-se.

[000100] A Figura 2 é uma coleção de curvas de varredura de fluxo de Base Pastel Acetinada A, que mostrou a influência que baixos níveis de OT1200 têm sobre viscosidade de baixo cisalhamento, que influenciou resistência de escorrimento e fluxo e nivelamento. Cerca de 6 libras (2,72 kg) de OT1200 foram suficientes para mover a fórmula de tinta para fora de região floculada com ponte e aperfeiçoar sinérese e fluxo e nivelamento.

Exemplo 4

[000101] Estudos escadas de JONCRYL 63 foram feitos na base pastel acetinada A que foi floculada com ponte para ver como pequenos incrementos de JONCRYL 63 influenciaram a viscosidade de baixo cisalhamento. Os resultados para o estudo escada de JONCRYL 63 são mostrados na Tabela 5 abaixo.

Similar a OT1200 avaliado em Exemplo 3, JONCRYL 63 (a solução pré-neutralizada de 30,5% de sólidos de JONCRYL 67) mostrou uma redução em viscosidade KU com uma diminuição em escorrimento, aumento em fluxo e nivelamento e redução em sinérese por toda noite.

[000102] A Figura 3 mostra curvas de varredura de fluxo de Base Pastel Acetinada A, que mostram a influência que baixos níveis de JONCRYL 63 têm sobre viscosidade de baixo cisalhamento, que influenciou resistência de escorrimento e fluxo e nivelamento.

Exemplo 5

[000103] Pós-adições similares à Base Pastel Acetinada A floculada com ponte foram feitas com Ninate 411, um tensoativo sulfonato de alquil arila, que se comporta similarmente a dodecil sulfato de sódio em movimento de um sistema de tinta fora da região floculada com ponte. Este tensoativo é muito eficiente em supressão de viscosidade KU de sistemas espessados associativos.

[000104] Os resultados são mostrados na Tabela 6 abaixo.

[000105] Tão pouco como 4 libras por galão (479,3 kg/m3) de Ninate 411 diminuiu a viscosidade KU de 100,7 KU’s para 86 KU’s, eliminou sinérese por toda noite e aperfeiçoa o fluxo e nivelamento. Esta solução pode requerer muito mais adicional espessante para levar a viscosidade de volta em especificação.

MODALIDADES

[000106] A. Uma composição de revestimento incluindo cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de resina estireno acrílica, baseado no peso total da composição de revestimento; e um diluente aquoso.

[000107] B. A composição de modalidade A, onde o espessante associativo polimérico é escolhido de espessantes HEUR, espessantes HASE, e suas combinações.

[000108] C. A composição de modalidades A-B, onde o espessante associado polimérico é um espessante HEUR.

[000109] D. A composição de qualquer uma de modalidades A-C, onde o espessante HEUR inclui uma cadeia principal incluindo polietileno glicol (PEG) ou diisocianato.

[000110] E. A composição de qualquer uma de modalidades A-D, onde o espessante HEUR compreende capas de extremidade sobre a cadeia principal, e onde as capas de extremidade são escolhidas de álcoois hidrofóbicos, aminas hidrofóbicas, e suas combinações.

[000111] F. A composição de qualquer uma de modalidades A-E, onde o espessante HEUR tem um peso molecular de cerca de 15.000 a cerca de 100.000.

[000112] G. A composição de qualquer uma de modalidades A-F, onde a resina estireno acrílica tem uma concentração de VOC de menos que cerca de 50%.

[000113] H. A composição de qualquer uma de modalidades A-G, onde o polímero formador de filme inclui um polímero (met)acrílico.

[000114] I. A composição de qualquer uma de modalidades A -H, onde o tensoativo inclui pelo menos um de etoxilatos de octil fenol não iônicos e dodecil sulfato de sódio.

[000115] J. A composição de qualquer uma de modalidades A-I, onde o diluente aquoso inclui um cossolvente.

[000116] K. A composição de qualquer uma de modalidades A-J, onde a composição de revestimento ainda inclui um corante.

[000117] L. A composição de modalidade K, onde o corante inclui um pigmento.

[000118] M. Um componente revestido compreendendo um substrato tendo sobre o mesmo um revestimento úmido, o revestimento incluindo cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante HEUR associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de uma resina estireno acrílica de baixo VOC, baseado no peso total da composição de revestimento; um diluente aquoso; e um pigmento.

[000119] N. O componente de modalidade M, onde o espessante HEUR tem cadeia principal incluindo polietileno glicol (PEG) ou diisocianato e capas de extremidade sobre a cadeia principal, e onde as capas de extremidade são escolhidas de álcoois hidrofóbicos, aminas hidrofóbicas, e suas combinações.

[000120] O. O componente de qualquer uma de modalidades M-N, onde o espessante HEUR tem um peso molecular de cerca de 15000 a cerca de 100.000.

[000121] P. O componente de qualquer uma de modalidades M-O, onde o polímero formador de filme inclui um polímero (met)acrílico.

[000122] Q. O componente de qualquer uma das modalidades M- P, onde o tensoativo inclui pelo menos um de etoxilatos de octil fenol não iônicos e dodecil sulfato de sódio.

[000123] R. Um processo para revestimento de um componente, incluindo aplicação a um substrato de uma composição de revestimento úmida incluindo: cerca de 5% em peso a cerca de 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento em 0,1% a cerca de 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante HEUR associativo polimérico presente na composição de revestimento em cerca de 0,1% a cerca de 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; cerca de 0,1% a cerca de 5% em peso de uma resina estireno acrílica de baixo VOC, baseado no peso total da composição de revestimento; um diluente aquoso; e um pigmento; e curando a composição de revestimento para formar um revestimento sobre o substrato.

[000124] Várias modalidades da invenção foram descritas. Estas e outras modalidades estão dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Claims

1. Composição de revestimento, caracterizada por compreender: de 5% em peso a 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento de 0,1% a 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante associativo polimérico presente na composição de revestimento de 0,1% a 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; de 0,1% a 1,5% em peso de uma resina estireno acrílica, baseado no peso total da composição de revestimento; e um diluente aquoso.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o espessante associativo polimérico ser escolhido de espessantes de copolímero de bloco de uretano - óxido de etileno hidrofobicamente modificado não iônico (HEUR), espessantes de emulsões solúveis em álcali ou intumescíveis em álcali hidrofobicamente modificadas aniônicas (HASE), e suas combinações.

3. Composição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por o espessante associativo polimérico ser um espessante HEUR.

4. Composição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o espessante HEUR compreender uma cadeia principal compreendendo polietilenoglicol (PEG) reagido com diisocianato.

5. Composição de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o espessante HEUR compreender capas de extremidade sobre a cadeia principal, e onde as capas de extremidade são escolhidas de álcoois hidrofóbicos, aminas hidrofóbicas, e suas combinações.

6. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por o espessante HEUR ter um peso molecular de 15.000 a 100.000.

7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a resina estireno acrílica ter uma concentração de composto orgânico volátil (VOC) de menos que 50%.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o polímero formador de filme compreender um polímero (met)acrílico.

9. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o tensoativo compreender pelo menos um de etoxilatos de octil fenol não iônicos e dodecil sulfato de sódio.

10. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o diluente aquoso compreender um cossolvente.

11. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição de revestimento compreender ainda um corante.

12. Composição de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o corante compreender um pigmento.

13. Componente revestido, caracterizado por compreender um substrato tendo sobre o mesmo um revestimento curado a partir de uma composição de revestimento úmido, como definida na reivindicação 1, a composição de revestimento úmido compreendendo: de 5% em peso a 70% em peso de um látex ou um polímero formador de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento de 0,1% a 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante HEUR associativo polimérico presente na composição de revestimento de 0,1% a 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; de 0,1% em peso a 1,5% em peso de uma resina estireno acrílica de baixo VOC, baseado no peso total da composição de revestimento; um diluente aquoso; e um pigmento.

14. Componente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o espessante HEUR ter cadeia principal compreendendo polietilenoglicol (PEG) ou diisocianato e capas de extremidade sobre a cadeia principal, e onde as capas de extremidade são escolhidas de álcoois hidrofóbicos, aminas hidrofóbicas, e suas combinações.

15. Componente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o espessante HEUR ter um peso molecular de 15.000 a 100.000.

16. Componente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o polímero formador de filme compreender um polímero (met)acrílico.

17. Componente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o tensoativo compreender pelo menos um de etoxilatos de octil fenol não iônicos e dodecil sulfato de sódio.

18. Processo para revestimento de um componente, caracterizado por compreender: aplicação a um substrato de uma composição de revestimento úmido, como definida na reivindicação 1, a composição de revestimento úmido compreendendo: 5% em peso a 70% em peso de um látex ou um polímero de formação de filme dispersável em água, baseado no peso total da composição de revestimento; um tensoativo presente na composição de revestimento de 0,1% a 1% sobre a fase contínua da composição de revestimento; um espessante HEUR associativo polimérico presente na composição de revestimento de 0,1% a 2% sobre a fase contínua da composição de revestimento; de 0,1% em peso a 1,5% em peso de uma resina estireno acrílica de baixo VOC, baseado no peso total da composição de revestimento; um diluente aquoso; e um pigmento; e curar a composição de revestimento úmida para formar um revestimento sobre o substrato.