BR112020007747B1 - Composição de revestimento, métodos para aplicar uma composição de revestimento e para preparar uma composição de revestimento, e, revestimento curado - Google Patents
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Abstract
é descrita uma composição de revestimento que geralmente inclui uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano e uma resina látex acrílica reticulante. uma resina alquídica e uma resina látex acrílica podem ser incluídas em uma composição em quantidades relativas para produzir um revestimento curado que tem uma dureza de pêndulo maior que a de um revestimento formado de uma composição de outra forma idêntica que exclui a resina látex acrílica. a composição pode ser formulada de maneira tal que sólidos da dita resina alquídica de uretano transportada por água e sólidos da dita resina látex acrílica reticulante estejam presentes em uma razão em massa variando de 20:80 a 80:20 uma em relação a outra. um método para preparar uma composição de revestimento geralmente inclui formar blenda de quantidades relativas de uma resina alquídica e uma resina látex acrílica.
Description
[001] A presente descrição se refere no geral a composições de revestimento. Em várias modalidades não exclusivas, a descrição é direcionada a uma composição de revestimento que melhorou propriedades tais como dureza e resistência ao decalque, um método para preparar uma composição de revestimento, um método para aplicar uma composição de revestimento, e um revestimento curado.
[002] As composições de revestimento são tipicamente usadas para revestir portas, janelas, armários e acabamento, especialmente superfícies de acabamento tais como rodapés, batentes de porta, moldagem de coroa, esquadrias de janela, e trilho de cadeira. Geralmente, os consumidores preferem que um revestimento de acabamento possua diversas propriedades estéticas e funcionais. Por exemplo, um revestimento de acabamento tendo resistência a arranhão e alta dureza pode ser resistente a dano causado por impacto ou abrasão e exige repintura menos frequente. Além disso, altos custos de mão-de-obra podem ser associados com o acabamento de pintura que já foi instalado em uma construção, devido à necessidade de mascarar as áreas no entorno do acabamento. É, portanto, desejável pré-revestir peças de acabamento antes da instalação. Em alguns casos, um acabamento é pré- revestido antes da instalação, entretanto, o revestimento aplicado pode ser danificado durante a instalação. Isso novamente exige uma composição de revestimento que tenha alta dureza e resistência a arranhão.
[003] Além disso, a resistência ao decalque é uma outra propriedade desejável de composições de revestimento, especialmente para superfícies tais como portas, batentes de porta, janelas e esquadrias de janela. Além disso, pode ser preferível que revestimentos tenham resistência ao decalque quando aplicados ao acabamento não instalado, de maneira que peças separadas do acabamento não grudem umas nas outras durante transporte ou armazenamento.
[004] É altamente desejável prover uma composição de revestimento que cura para formar um revestimento tendo alta dureza, resistência a arranhão, e resistência ao decalque logo após aplicação do revestimento. Por exemplo, se uma composição de revestimento curar rapidamente para prover essas propriedades, uma área recém pintada em uma construção pode retornar para o uso normal logo após a pintura. É desejável prover uma composição de revestimento que apresente essas propriedades desejáveis.
[005] As composições de revestimento compreendendo uma mistura de certas quantidades uma resina alquídica de uretano transportada por água e uma resina látex acrílica reticulante supreendentemente fornecem revestimentos curados que têm dureza de pêndulo durante períodos de cura inicial maior que os de uma composição de outra forma idêntica preparada na ausência da resina látex acrílica. O efeito surpreendente foi observado para faixas de período de cura inicial de dezoito horas a quatro semanas.
[006] A composição de revestimento pode compreender uma resina alquídica de uretano e uma resina látex acrílica reticulante em uma razão em massa variando de 5:95 a 95:5. A resina látex acrílica pode opcionalmente compreender uma resina acrílica de estireno. Em modalidades exemplares, a resina látex acrílica compreende um resíduo de acrilamida diacetona e inclui um reticulador de di-hidrazida adípico. A resina látex acrílica pode também opcionalmente compreender um comonômero contendo fosfato e incorporar um tensoativo de fosfato. A resina alquídica de uretano pode compreender um resíduo de pentaeritritol e monômeros de anidrido ftálico. Em algumas modalidades, os grupos uretano da resina alquídica compreendem um resíduo de di-isocianato de isoforona.
[007] Um método para preparar uma composição de revestimento pode compreender formar uma blenda de uma resina alquídica compreendendo grupos uretano e uma resina látex acrílica reticulante. Em algumas modalidades, um método para aplicar uma composição de revestimento compreende aplicar a composição de revestimento a um substrato e deixar a composição de revestimento curar. A composição de revestimento é considerada particularmente adequada para superfícies de acabamento de interior.
[008] A FIG. 1 é um gráfico ilustrando a dureza Konig de composições de revestimento compostas de uma resina acrílica de reticulação e uma resina alquídica transportada por água. Essa figura compara a dureza após quatro semanas em diferentes concentrações relativas de alquido e acrílico na composição de revestimento.
[009] A FIG. 2 é um gráfico ilustrando a dureza Konig de composições de revestimento compostas da resina acrílica de reticulação e uma resina alquídica transportada por água como avaliado para a FIG. 1. Essa figura compara a dureza após 18 horas em diferentes concentrações relativas de alquido e acrílico na composição de revestimento.
[0010] A FIG. 3 é um gráfico ilustrando a dureza Konig normalizada de composições de revestimento compostas de uma resina alquídica transportada por água e uma diferente resina acrílica de estireno da representada nas FIGS. 1 e 2. O tempo de cura das resinas foi de três semanas.
[0011] A FIG. 4 é um gráfico ilustrando a dureza Konig normalizada de composições de revestimento avaliadas na FIG. 3, exceto que a FIG. 4 representa dados obtidos após 18 horas de cura.
[0012] A FIG. 5 é um gráfico ilustrando, para comparação, a dureza Konig de composições de revestimento compreendendo uma resina alquídica transportada por água e uma resina acrílica de estireno não reticulante. As composições usadas para preparar os revestimentos representados na Fig. 5 foram as mesmas que as composições usadas para preparar os revestimentos nas Figs 3 e 4, exceto que di-hidrazida adípica foi excluída da resina látex acrílica usada nas composições para a Fig. 5.
[0013] A FIG. 6 é um gráfico ilustrando, para comparação, a dureza Konig de composições de revestimento compreendendo uma resina alquídica transportada por água e uma resina acrílica de estireno não reticulante. As composições usadas para preparar os revestimentos ilustrados na Fig. 6 tiveram a mesma composição que as composições usadas para as Figs. 3 e 4, exceto que resíduo de acrilamida diacetona foi excluído da resina látex acrílica na Fig. 6.
[0014] A FIG. 7 é um gráfico ilustrando, para comparação, a dureza Konig de composições de revestimento compreendendo uma resina alquídica transportada por água e uma resina acrílica de estireno não reticulante. A composição usada para preparar os revestimentos na Fig. 7 foi a mesma que as composições nas Figs. 3 e 4, exceto que tanto di-hidrazida adípica quanto o resíduo de acrilamida diacetona foram excluídos da resina látex acrílica nas composições ilustradas na Fig. 7.
[0015] A FIG. 8 é um gráfico representando dados de resistência a arranhão para as composições avaliadas nas Figs. 1 e 2.
[0016] A composição de revestimento geralmente compreende uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano e uma resina látex acrílica reticulante. Esses ingredientes podem estar presentes em quaisquer quantidades adequadas um em relação ao outro, e a composição de revestimento pode compreender sólidos de uma resina alquídica de uretano e sólidos de uma resina látex acrílica reticulante em uma razão em massa variando de alquido:acrílica 5:95 a 95:5. Por exemplo, a razão em massa pode ser em torno de 20:80 a 80:20, 25:75 a 75:25, 30:70 a 70:30, 60:40 a 90:10, 30:70 a 55:45, 10:90 a 50:50, ou 30:70 a 85:15. A composição de revestimento é preferivelmente uma composição aquosa (a base de água), e essas razões representam a razão de sólidos secos de resina alquídica para látex acrílico.
[0017] Qualquer resina alquídica transportada por água adequada pode ser empregada, incluindo, por exemplo, alquido longo em óleo, alquidos médios em óleo, ou alquidos curtos em óleo. A resina geralmente pode incluir grupos uretano. Os processos exemplares para produzir uma resina alquídica incluem condensação de alcoois e qualquer um ou mais de ácidos e anidridos. Os alcoois exemplares incluem alcoois poli-hídricos tais como etileno glicol, dietileno glicol, dipentaeritritol, dipropileno glicol, glicerol, neopentil glicol, pentaeritritol, polietileno glicol, polipropileno glicol, sorbitol, trietileno glicol, trimetilol etano, trimetiol propano, 1,2-butanodiol, 1,2-propanodiol, 1,3- butanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 2-butil-2-etil- 1,3-propanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, etc. Os ácidos exemplares incluem ácidos policarboxílicos e ácidos graxos. Os ácidos policarboxílicos adequados incluem ácido adípico, ácido azeláico, ácido cítrico, ácido ciclo-hexano dicarboxílico, ácido dodecano dioico, ácido fumárico, ácido glutárico, ácido isoftálico, ácido itacônico, ácido maleico, ácido nádico, ácido ftálico, ácido piromelítico, ácido sebácico, ácido succínico, ácido tereftálico, ácido tetra- hidroftálico, ácido trimelítico, etc. Os ácidos graxos úteis incluem ácidos graxos de não secagem, semi-secagem, e secagem. Ácidos graxos podem ser derivados de materiais naturais ou sintéticos, e podem ser saturados ou não saturados. Os ácidos graxos exemplares incluem os derivados de óleos tais como óleo de calêndula, óleo de rícino, óleo de coco, óleo de milho, óleo algodão, óleo de arenque, óleo de semente de linhaça, óleo de semente de mostarda, óleo de oliva, óleo de palmeira, óleo de amendoim, óleo de semente de colza, óleo de girassol, óleo de sésamo, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de polpa de madeira, óleo de sebo, óleo de tungue, óleo de verônica, etc. Os anidridos adequados incluem anidrido adípico, anidrido azeláico, anidrido ftálico, anidrido isoftálico, anidrido maleico, anidrido tereftálico, anidrido itacônico, anidrido nádico, dianidrido piromelítico, anidrido succínico, anidrido sebácico, anidrido tetra-hidroftálico, anidrido trimelítico, dianidrido 1,2,4,5-ciclo-hexanotetracarboxílico, etc. Uma resina alquídica exemplar compreende um resíduo de pentaeritritol e monômeros de anidrido ftálico.
[0018] Os grupos uretano podem ser formados em uma resina alquídica reagindo um isocianato com grupos hidroxila livres que estão presentes na resina alquídica. Qualquer isocianato adequado tais como um poli-isocianato pode ser usado. Os isocianatos exemplares que podem ser usados para produzir uma resina alquídica de uretano incluem di-isocianatos tais como di-isocianato de ciclo-hexila, di-isocianato de hexametileno, di- isocianato de isoforona, di-isocianato de lisina, di-isocianato de m-fenileno, di-isocianato de p- fenileno, di-isocianato de xilileno, di-isocianato de 1,5- naftaleno, di-isocianato de tolueno, di-isocianato de 2,4,4-trimetil- hexametileno, di-isocianato de 2,2,4-trimetil-hexametileno, di-isocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-difenilmetano, di-isocianato de 3,3’-dimetóxi-4,4’- bifenileno, di-isocianato de 4,4’-diciclo-hexilmetano, etc.
[0019] Um alquido transportado por água exemplar incluindo grupos uretano compreende um resíduo de di-isocianato de isoforona. Um alquido de uretano transportado por água comercialmente disponível compreendendo um resíduo de di-isocianato de isoforona é NeoPAC PU580 (vendido pela DSM). Acredita-se que essa resina seja um copolímero de poliuretano alquídico / alifático em água. Entende-se que a resina seja essencialmente livre de aminas voláteis, e seja formulada com um ou mais hidróxidos de metal alcalino suficiente para fazer com que o pH da resina seja acima de cerca de 7,1.
[0020] Qualquer resina látex acrílica reticulante adequada pode ser empregada, e tal resina pode ser produzida usando qualquer método conhecido de polimerização em emulsão. Os monômeros podem ser polimerizados em um meio aquoso na presença de um agente emulsificante e um catalisador opcional. As resinas de látex acrílicas de reticulação exemplares podem compreender resina acrílicas, resinas de vinil acrílicas, resina de estireno acrílicas, etc. Qualquer monômero acrílico adequado pode ser usado para produzir uma resina látex acrílica reticulante. Monômeros acrílicos úteis incluem quaisquer compostos tendo estrutura acrílica, tais como (met)acrilatos, (met)acrilatos de alquila, ácidos (met)acrílicos, acrilamida, acrilonitrila, etc. e derivados aromáticos dos mesmos. Os monômero acrílicos exemplares incluem (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de propila, (met)acrilato de 2- etil hexila, (met)acrilato de ciclo-hexila, (met)acrilato de decila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de isodecila, (met)acrilato de benzila, (met)acrilato de neopentila, (met)acrilato de isobornila, metacrilato de 1-adamantila, ácidos acrílicos tais como ácido (met)acrílico, ácido etacrílico, ácido alfa- cloroacrílico, ácido alfa-cianoacrílico, ácido protônico, ácido beta-acrilóxi propiônico, ácido beta-estiril acrílico; etc. Misturas do exposto são contempladas. Uma resina látex acrílica reticulante pode também incluir um resíduo de qualquer adequada aromático monômero. Os monômeros aromáticos incluem qualquer um ou mais de estireno, t-butil estireno, cloroestireno, metil estireno, propil estireno, vinil naftaleno, vinil tolueno, divinil benzeno, etc. A resina látex acrílica pode compreender adicionalmente qualquer comonômero contendo fosfato adequado. Exemplos de comonômeros contendo fosfato incluem bis(2-metacriloxietil) fosfato, fosfato de monoacriloxietila, fosfato de monolauril(metacriloilóxi), e assim por diante.
[0021] Polímeros na resina látex acrílica podem ser reticulados por qualquer mecanismo adequado ou funcionalidade química. Por exemplo, polímeros de uma resina látex acrílica compreendem um resíduo de um monômero incluindo uma fração capaz de reagir com um reticulador provido em uma fase aquosa do látex. Uma modalidade de uma resina látex acrílica reticulante compreende polímeros incluindo um resíduo de acrilamida diacetona, e uma fase aquosa compreendendo di-hidrazida adípica como um reticulador. Sem pretender ficar ligado a nenhuma teoria particular, cogita-se que grupos cetona do resíduo de acrilamida diacetona reagem com os grupos hidrazida na di-hidrazida adípica na reação de reticulação.
[0022] Geralmente, uma composição de revestimento pode ser formulada usando a resina acrílica de reticulação e a resina alquídica transportada por água. A composição de revestimento também geralmente pode compreender inúmeros outros aditivos e componentes, uma vez que são convencionais ou uma vez que de outra forma podem ser observados adequados em uma composição de revestimento. Os aditivos exemplares incluem qualquer um ou mais de agentes neutralizantes, agentes antiespumantes, cargas, matrizes, dispersantes, tensoativos, extensores, promotores de adesão, agentes umectantes, modificadores de reologia, agentes de nivelamento, defloculantes, agentes antibloqueio, antimicrobianos tais como míldiocidas, fungicidas, algicidas, e bactericidas, outros conservantes, espessastes, agentes tixotrópicos, agentes de secagem, agentes anti-sedimentação, inibidores de ferrugem, e agentes de achatamento. Quando usados, tais aditivos podem estar presentes em quaisquer quantidades adequadas para seu propósito planejado. Contempla-se que alguns aditivos desempenharão múltiplos papéis em uma composição de revestimento. Um conservante adequado é PROXEL BD20, vendido pela Lonza.
[0023] Qualquer modificador de reologia adequado pode ser incorporado em uma composição de revestimento. Os modificadores de reologia de poliuretano exemplares incluem modificadores de reologia de uretano de óxido de etileno modificado hidrofobicamente não iônico, sem solvente (HEUR) tal como ACRYSOLTM RM-2020 NPR (vendido pela Dow Chemical Company) e modificadores de reologia de uretano não iônico tais como ACRYSOLTM RM-12W e ACRYSOLTM RM-8W (vendidos pela Dow Chemical Company).
[0024] A composição de revestimento pode incluir qualquer tensoativo adequado. Em algumas modalidades, um tensoativo de fosfato pode ser incluído em uma resina látex acrílica reticulante da composição de revestimento. Os tensoativos de fosfato exemplares incluem ésteres de fosfato tais como fosfato de metila, fosfato de 2-etil-hexila, ésteres de fosfato etoxilado com álcool decílico, ésteres de fosfato etoxilado com álcool laurílico, fosfato de n-octila, ésteres de fosfato etoxilado com nonilfenol, ésteres de fosfato etoxilado com octil fenol, ésteres de fosfato etoxilado com fenol estirenado, ésteres de fosfato etoxilado com álcool tridecílico, etc. Um tensoativo de éster de fosfato exemplar é DEXTROLTM OC-50 (vendido pela Ashland). Outros tensoativos úteis compreendem TRITONTM CF-10 (vendido pela Dow Chemical Company), E-SPERSE® RX 201, E-SPERSE® RX 202, e E-SPERSE® RX 203 (vendido pela Ethox Chemicals). A resina látex acrílica reticulante pode compreender um comonômero contendo fosfato e pode incorporar um tensoativo de fosfato.
[0025] Qualquer dispersante adequado, tal como qualquer um ou mais de dispersantes aniônicos, dispersantes catiônicos, dispersantes anfotéricos, ou dispersantes não iônicos podem ser usados na composição de revestimento. Dispersantes exemplares incluem 2-amino-2-metil-1-propanol (por exemplo, vendidos como AMPTM pela Angus Chemical Company), DISPERBYK®-190 (vendido pela Byk de Altana Group), pirofosfatos tais como pirofosfato de tetrapotássio e pirofosfato de tetrasódio, tripolifosfatos tais como tripolifosfato de potássio e tripolifosfato de sódio, NUOSPERSE® FA 196 (vendidos pela Elementis Specialties), etc. Quaisquer agentes umectantes adequados tais como qualquer um ou mais de agentes umectantes aniônicos, agentes umectantes catiônicos, agentes umectantes anfotéricos, ou agentes umectantes não iônicos podem ser usados. Qualquer defloculante adequado, tal como tripolifosfato de potássio de sódio, pode ser usado.
[0026] A composição de revestimento pode incluir qualquer umidificante adequado ou outro componente adequado para melhorar o tempo em aberto da composição. Os extensores do tempo em aberto exemplares incluem glicóis tais como etileno glicol e propileno glicol. Quando usados, os extensores de tempo em aberto podem ser usados em quaisquer quantidades adequadas. Por exemplo, etileno e propileno glicol podem ser usados em quantidades de pelo menos 5 g/L, e preferivelmente são usados em quantidades variando de 40 a menos que 50 g/L. Geralmente, os glicóis podem ser usados em quantidades suficientes para melhorar o tempo em aberto da composição, mas de maneira tal que a composição tenha um teor de compostos orgânicos voláteis (VOC) menor que 50 g/L como determinado por ASTM D6886. Acredita-se que o teste ASTM opere dentro de uma margem de erro de cerca de ± 6 g/L; na prática, uma composição que produz um resultado menor que cerca de 56 g/L nesse teste será considerada uma composição que tem um teor de VOC menor que 50 g/L. Em algumas modalidades, a composição de revestimento é essencialmente sem VOCs exceto para o etileno ou propileno glicol ou outros extensores de tempo em aberto.
[0027] A composição de revestimento pode, se desejado, incluir uma ou mais cargas ou extensores. As cargas exemplares incluem, por exemplo, alumina silicatos de sódio-potássio tais como MINEX® 4 e MINEX® 10 (vendidas pela Unimin Corporation). Quando usadas, tais cargas podem ser empregadas em qualquer quantidade desejada.
[0028] Os aditivos antimicrobianos incluem fosfatos, zeólitas, hidroxiapatitas, ácidos orgânicos, fenóis, alcoois, compostos de amônio quaternário, aditivos contendo íons de metal tais como íons de prata, zinco e cobre, etc. Um aditivo antimicrobiano exemplar é dispersão de Zinc OmadineTM ZOE TM (vendido pela Lonza).
[0029] Qualquer agente de secagem adequado pode ser incluído em uma composição de revestimento. Os agentes de secagem exemplares incluem catalisadores a base de metal tais como o catalisador de complexo de ferro BORCHI® Oxy-Coat 1101 e Zirconium Hydro Cem 12% (ambos vendidos pela OMG Borchers GmbH).
[0030] Um ou mais tipos de pigmento podem ser incluídos em uma composição de revestimento por meio de qualquer técnica adequada, tais como por adição de pigmento bruto ou um veículo de pigmento durante fabricação da composição ou por instilação de um pigmento no ponto de venda. Pigmentos exemplares incluem pigmentos azo, anazurita, silicato de alumínio, silicato de potássio e alumínio, pasta de alumínio, pigmentos de antraquinona, óxido de antimônio, metaborato de bário, sulfato de bário, sulfeto de cádmio, seleneto de cádmio, carbonato de cálcio, metaborato de cálcio, metassilicato de cálcio, negro-de-fumo, óxidos de cromo, argila, óxidos de cobre, oxicloreto de cobre, pigmentos de dioxazina, feldspato, pigmentos azo amarelos de Hansa (alguns dos quais são listados anteriormente), benzimidazolonas, óxidos de ferro tais como óxidos de ferro amarelo e vermelho, pigmentos de isoindolina, caolinita, litopona, silicatos de magnésio, flocos metálicos, mica, pigmentos de naftol tais como vermelhos de naftol, pigmentos nitrosos, nefelina sienita, pigmentos de perinona, pigmentos de perileno, pigmentos policíclicos, pigmentos de pirropirrol, ftalocianinas tais como azul de ftalocianina de cobre e verde de ftalocianina de cobre, quinacridonas tais como violetas de quinacridona, pigmentos de quinoftalona, silicatos, sulfetos, talco, dióxido de titânio, ultramarino, cromato de zinco, óxido de zinco, e fosfato de zinco. Além disso, perolados, abrilhantadores ópticos, estabilizadores ultravioleta, e similares podem ser adicionados a uma composição de revestimento. O dióxido de titânio é um pigmento/agente branqueador preferido.
[0031] Mediante aplicação da composição de revestimento a um substrato, a composição se curará para formar um revestimento curado, o revestimento curado compreendendo um produto reticulado de uma composição de revestimento. O revestimento curado preferivelmente exibe qualquer um ou mais de alta resistência ao decalque, alta dureza, e alta resistência a arranhão após um período de cura inicial. Os períodos de cura inicial exemplares cobrem um período menor que quatro semanas do tempo de aplicação de uma composição de revestimento. Os períodos de cura inicial exemplares variam de dezoito horas a quatro semanas, um dia a três semanas, três dias a duas semanas, e uma semana a duas semanas.
[0032] A dureza de um revestimento pode ser medida por qualquer método adequado. Os métodos exemplares de medição de dureza incluem dureza de lápis e dureza de pêndulo (Konig). As composições exemplares de revestimento preparadas de acordo com a presente descrição podem produzir um revestimento curado tendo uma dureza de lápis de pelo menos H, pelo menos 2H, pelo menos 3H, pelo menos 4H, pelo menos 5H, ou pelo menos 6H, como determinado por ASTM D5363 (2016). Observou-se supreendentemente que a composição de revestimento pode compreender quantidades relativas de uma resina alquídica e uma resina látex acrílica reticulante para prover um revestimento curado tendo uma alta dureza de pêndulo durante um período de cura inicial. A dureza de pêndulo pode ser avaliada por é o número de oscilações do pêndulo que faz contato com um revestimento aplicado a um painel Q de aço (vendido pela Q-LAB). Uma dureza de pêndulo normalizada pode ser calculada multiplicando o número de oscilações através de um revestimento (que ocorre em um tempo especificado após a aplicação de uma composição de revestimento a um painel Q) pela espessura de um revestimento aplicado. Por exemplo, se 25 oscilações ocorrem em uma porção de 30 μm de espessura de um revestimento, a dureza de pêndulo normalizada seria 750 (25 vezes 30). A espessura de um revestimento pode ser medida usando um Eclometer (vendido pela Eclometer, Inc.). Um revestimento curado formado pelas composições de revestimento descritas aqui pode ter uma dureza de pêndulo normalizada variando de 400 a 3.800, 1.000 a 3.500, 1.300 a 3.300, 1.600 a 3.000, 1.900 a 2.900, ou 2.100 a 2.500 durante um período de cura inicial.
[0033] A composição de revestimento pode também produzir um revestimento tendo uma dureza de pêndulo durante um período de cura inicial maior que a dureza de pêndulo de um revestimento formado de uma composição de revestimento de outra forma idêntica que exclui a resina látex acrílica. Em algumas modalidades, uma composição de revestimento compreendendo NeoPAC PU580 (um alquido transportado por água comercialmente disponível incluindo grupos uretano e um resíduo de di- isocianato de isoforona, como discutido anteriormente) e uma resina látex acrílica compreendendo resíduos de estireno e acrilamida diacetona e incluindo uma fase aquosa incluindo di-hidrazida adípica pode fornecer um revestimento tendo uma dureza de pêndulo superior durante um período de cura inicial quando comparado com um revestimento formado de uma composição de revestimento compreendendo NeoPAC PU580, mas não a resina látex acrílica.
[0034] Como visto na Fig. 1, por exemplo, o ponto mais à direita no gráfico representa a dureza de pêndulo de um revestimento formado de uma composição de revestimento que compreendeu NeoPAC PU580, mas nenhuma resina látex acrílica. O ponto mais à esquerda no gráfico representa a dureza de pêndulo de um revestimento formado de uma composição de revestimento que compreendeu no NeoPAC PU580, mas incluiu uma resina látex acrílica, RESIN B, que compreendeu um comonômero contendo fosfato e resíduos de estireno e diacetona acrilamida. A resina incluiu um tensoativo de fosfato, e teve uma fase aquosa que incluiu di-hidrazida adípica. A dureza de pêndulo entre os pontos mais à esquerda e mais à direita no gráfico na Fig. 1 corresponde aos revestimentos formados de composições que compreenderam misturas de NeoPAC PU580 e a resina látex acrílica. Supreendentemente, a mais alta dureza de pêndulo registrada não foi a 100% de alquido, mas em vez disso, a mais alta dureza de pêndulo registrada foi a 25% acrílico/75% de alquido. Outros valores, variando acima de cerca de 50% acrílico cerca de 99% acrílico, também exibiram valores de dureza de pêndulo relativamente maiores.
[0035] A Fig. 2 inclui dados similares para composições compostas de RESIN B e NeoPAC PU580, mas após 18 horas de tempo de cura. Supreendentemente, observou-se que o acrílico de reticulação quando usado essencialmente em qualquer quantidade proveu dureza de pêndulo superior quando comparado com a resina alquídica 100%.
[0036] As Figs. 3 e 4 incluem respectivamente gráficos que mostram os valores de dureza de pêndulo normalizada de composições de revestimento preparadas usando uma diferente resina acrílica de estireno. A resina empregada, designada RESIN A, é de outra forma similar à resina RESIN B avaliada nas Figs. 1 e 2, exceto que essa resina não conteve nenhum tensoativo ou comonômero contendo fosfato. A resina foi feita com acrilamida diacetona, e teve uma fase aquosa que incluiu di-hidrazida adípica. Os pontos mais à direita nos gráficos nas Figs. 3 e 4 representam a dureza de pêndulo de revestimentos formado de composições que compreendeu NeoPAC PU580, mas nenhuma resina látex acrílica. As outras durezas de pêndulo nas Figs. 3 e 4 foram medidas em revestimentos formados de composições que compreenderam misturas de várias quantidades de NeoPAC PU580 e a resina RESIN A.
[0037] Novamente, os resultados supreendentemente indicaram que a dureza de pêndulo foi mais alta quando a composição de revestimento incluiu algumas quantidades de resina látex acrílica reticulante. Como visto tanto na Fig. 3 quanto 4, o revestimento formado da composição compreendendo 50% da resina látex acrílica e 50% de NeoPAC PU580 produziu uma dureza de pêndulo superior após tanto 3 semanas quanto 18 horas de cura à dureza de pêndulo do revestimento preparado da composição compreendendo NeoPAC PU580 e nenhuma resina látex acrílica.
[0038] As Figs. 5, 6 e 7 incluem gráficos que ilustram dureza de pêndulo normalizada após 3 semanas de cura de revestimentos formado de composições comparativas. As composições usadas para preparar os revestimentos representados na Fig. 5 foram as mesmas que as composições usadas para preparar os revestimentos nas Figs 3 e 4, exceto que di-hidrazida adípica foi excluída da resina látex acrílica usada nas composições para a Fig. 5. As composições usadas para preparar os revestimentos ilustrados na Fig. 6 teve a mesma composição como as composições usadas para a Figs. 3 e 4, exceto que resíduo de acrilamida diacetona foi excluído da resina látex acrílica na Fig. 6. A composição usada para preparar os revestimentos na Fig. 7 foram as mesmas que as composições nas Figs. 3 e 4, exceto que tanto di- hidrazida adípica quanto o resíduo de acrilamida diacetona foram excluídos da resina látex acrílica nas composições ilustradas na Fig. 7. Os revestimentos representados na borda do lado direito das Figs. 5, 6 e 7 foram preparados a partir das composições incluindo NeoPAC PU580, mas nenhuma resina látex acrílica.
[0039] Como ilustrado nas Figs. 5, 6, e 7, as composições de revestimento preparadas com uma resina acrílica de não reticulação não realizaram bem como a composição de revestimento de resina alquídica 100%. Geralmente, a dureza de pêndulo tendeu a diminuir a medida que mais acrílico foi introduzido na composição. Esses resultados ao contrário ao resultado obtido para as Figs. 1 a 4, que demonstraram uma maior dureza de pêndulo quando a composição de revestimento conteve uma resina acrílica de reticulação.
[0040] Uma outra propriedade desejável para um revestimento curado é resistência a arranhão. Resistência a arranhão pode ser medida usando um Hysitron nano-indenter (vendido pela Hysitron, Inc.) Uma alta força medida durante um teste de arranhão indica uma alta resistência a arranhão. Os revestimentos exemplares podem fornecer resistência a arranhão, após um período de cura inicial, variando de 2.500 a 9.500, 4.000 a 9.000, ou 6.000 a 8.000 μN. A Fig. 8 ilustra a resistência a arranhão após 2 semanas de cura de revestimentos formados das mesmas composições ilustradas nas Figs. 1 e 2.
[0041] A invenção engloba em algumas modalidades um método para preparar uma composição de revestimento. A resina látex acrílica pode ser feita por qualquer processo adequado tal como polimerização em emulsão. A resina alquídica pode ser feita por qualquer processo adequado tal como uma reação de condensação descrita aqui. Geralmente, um método para produzir uma composição de revestimento pode compreender combinar e formar blenda de uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano e uma resina látex acrílica reticulante para formar um aglutinante, diluindo o aglutinante através de adição adicional de líquido e quaisquer outros diluentes, e introduzindo quaisquer aditivos adequados. Os processos de fabricação convencionais frequentemente envolvem quatro ou mais estágios, esses incluindo estágio pré-diluído, um estágio moído, um estágio de lavagem, e um estágio de diluição. No estágio pré-diluído, uma ou resinas aglutinantes podem ser misturadas com um líquido em um tanque de diluição. A mistura de baixo cisalhamento pode ser aplicada no tanque de diluição para formar uma mistura pré-diluída. No estágio moído, pigmentos e outros aditivos que não homogeneizarão sob mistura de baixo cisalhamento podem ser dispersos em um líquido carreador em condições de alto cisalhamento. O estágio moído pode ser realizado em um dispositivo de mistura de alto cisalhamento, tal como moinho. O alto cisalhamento aplicado no estágio moído rompe aglomerados de partículas e partículas molhadas com um líquido. A composição do líquido adicionado durante a diluição da moagem pode ser a mesma ou diferente da composição do líquido carreador usado durante a preparação da moagem. Em seguida, no estágio de lavagem, um líquido de lavagem, que pode ter uma composição que é a mesma ou diferente da composição do líquido carreador, pode ser bombeado para o dispositivo de mistura de alto cisalhamento para mover a pasta de moagem para o tanque de diluição. Finalmente, em um estágio de diluição, a pasta de moagem, o líquido carreador, o líquido de lavagem, e a mistura pré-diluída pode ser formada em blenda juntos no tanque de diluição em condições de baixo cisalhamento. Nesse estágio, a composição de revestimento concentrada pode ser deixada adicionalmente através de adição adicional de líquido, que pode ter a mesma composição ou uma diferente composição do líquido carreador. O método pode empregar esses estágios convencionais, ou a composição de revestimento pode ser preparada por outros métodos adequados. Por exemplo, o método pode empregar fabricação contínua usando pastas fluidas do componente.
[0042] Um ou mais aditivos podem ser adicionados em qualquer ponto adequado durante o processo de fabricação, tais como durante o estágio pré-diluído, um estágio moído, um estágio de lavagem, e um estágio de diluição.
[0043] Uma vez preparada, a composição de revestimento pode ser dispensada em um recipiente de armazenamento, tais como uma lata de tinta. A composição de revestimento então pode ser transportada e armazenada, tal como em um depósito ou em uma estante de depósito.
[0044] Um método para aplicar uma composição de revestimento pode compreender aplicar a composição de revestimento a um substrato, e deixar a composição de revestimento curar. Uma vez aplicada ao substrato, a composição de revestimento curará à medida que a composição reticula. O processo de cura não exige equipamento adicional (por exemplo, uma fonte UV), mas, em vez disso, acredita-se que a cura ocorra quando a composição de revestimento é exposta a oxigênio em ar ambiente, que reage com a resina alquídica para causar reticulação oxidante.
[0045] A composição de revestimento pode ser empregada para qualquer propósito adequado. Em algumas modalidades, a composição de revestimento pode ser aplicada a superfícies arquitetônicas de interior ou exterior tais como madeira, placa de reboco, cimento, metal, e emboço, ou sobre um revestimento iniciador. Em certas modalidades, a composição de revestimento pode ser aplicada a metais, compósitos, e outros materiais como um revestimento protetor. Em outras modalidades, a composição de revestimento pode ser aplicada a uma superfície para conferir características tipo para apagar a seco. Por exemplo, a superfície pode ser uma parede, que pode ter tinta ou um iniciador já aplicado na superfície da parede, sobre a qual o revestimento pode ser aplicado para formar uma superfície tipo para apagar a seco. A composição de revestimento pode ser aplicada com escova, rolo, esponja, ou pistola da pulverização, ou outra ferramenta de pintura convencional. O revestimento curado pode ter qualquer espessura adequada, tal como uma espessura variando de 0,05 a 2 mm com espessura preferida em torno de 0,1 mm.
[0046] O exemplo seguinte é provido para ilustrar a presente invenção, mas não deverá ser considerado limitante de um escopo da invenção.
[0047] Uma composição de revestimento foi preparada com os seguintes ingredientes:
[0048] Os ingredientes expostos foram formados em blenda para formar uma composição de revestimento. A composição teve tempo de borda molhada menor que 2 minutos e um tempo visível X de 4 a 6 minutos, sob ASTM D7488-11 (2016). A composição de revestimento também forneceu uma dureza de lápis de H após uma semana e duas semanas de secagem, e uma dureza de lápis de 4H após três semanas de secagem.
[0049] Assim vê-se que uma composição de revestimento pode ser provida com dureza de pêndulo surpreendente.
[0050] Todos os métodos descritos aqui podem ser realizados em qualquer ordem adequada a menos que de outra forma indicada aqui ou de outra forma claramente contradita pelo contexto. O uso de qualquer exemplo, ou linguagem descrevendo um exemplo (por exemplo, “tal como”) provido aqui é destinado a iluminar a invenção, e não atribuir uma limitação no escopo da invenção. Qualquer declaração aqui para a natureza ou benefícios da invenção ou das modalidades preferidas não deve ser limitante. Essa invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria em questão citada aqui como permitido por lei aplicável. Além do mais, qualquer combinação dos elementos descritos anteriormente em todas as possíveis variações dos mesmos é englobada pela invenção, a menos que de outra forma indicada aqui ou de outra forma claramente contradita pelo contexto. A descrição aqui de qualquer referência ou patente, mesmo se identificada como “anterior,” não é destinada a constituir uma concessão de que tal referência ou patente é disponível como técnica anterior contra a presente invenção. Nenhuma linguagem não reivindicada será considerada para limitar a invenção no escopo. Quaisquer declarações ou sugestões aqui que certos recursos constituem um componente da invenção reivindicada não devem ser limitantes, a menos que refletidos nas reivindicações anexas. Nem a marcação do número de patente em qualquer produto nem a identificação do número de patente junto com qualquer serviço deverá ser considerada uma representação de que todas as modalidades descritas aqui são incorporadas em tal produto ou serviço.
Claims (16)
1. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de que compreende: uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano; e uma resina látex acrílica reticulante; em que os sólidos da dita resina alquídica e os sólidos da dita resina látex acrílica estão presentes em uma razão em massa variando de 20:80 a 80:20 uma em relação a outra; dita resina látex acrílica compreende um resíduo de acrilamida diacetona e inclui um reticulador de di-hidrazida adípico; e dita composição de revestimento inclui um ou mais glicóis em uma quantidade de pelo menos 5 g/L e menor que 50g/L, a composição de revestimento tendo um teor de VOC menor que 50 g/L como determinado pelo ASTM D6886.
2. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita resina látex acrílica compreende um resíduo de estireno.
3. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a dita resina látex acrílica compreende um comonômero contendo fosfato e incorpora um tensoativo de fosfato.
4. Composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita resina alquídica compreende um resíduo de pentaeritritol e monômeros de anidrido ftálico.
5. Composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um modificador de reologia de poliuretano, e/ou compreende adicionalmente dióxido de titânio.
6. Composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita resina alquídica transportada por água é livre de de aminas voláteis e inclui pelo menos um hidróxido de metal alcalino em uma quantidade eficaz para prover um pH de pelo menos de 7,1.
7. Composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a dita composição de revestimento sendo livre de de VOCs sem ser o dito um ou mais glicóis.
8. Método para aplicar uma composição de revestimento, caracterizado pelo fato de que o método compreende aplicar uma composição de revestimento a um substrato, e deixar a composição de revestimento curar, na presença de oxigênio, a composição de revestimento compreendendo: uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano; e uma resina látex acrílica reticulante; em que os sólidos da dita resina alquídica e os sólidos da dita resina látex acrílica estão presentes em uma razão em massa variando de 20:80 a 80:20 uma em relação a outra; dita resina látex acrílica compreendendo um resíduo de acrilamida diacetona, e incluindo um reticulador de di-hidrazida adípico; a resina látex acrílica compreende um comonômero contendo fosfato e incorpora um tensoativo de fosfato; e dita composição de revestimento inclui um ou mais glicóis em uma quantidade de pelo menos 5 g/L e menor que 50 g/L, a composição de revestimento tendo um teor de VOC menor que 50 g/L como determinado pelo ASTM D6886.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita resina látex acrílica compreende um resíduo de estireno.
10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a dita resina alquídica compreende um resíduo de pentaeritritol e monômeros de anidrido ftálico.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento compreende adicionalmente um modificador de reologia de poliuretano, e/ou compreende adicionalmente dióxido de titânio.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que a dita composição de revestimento sendo livre de VOCs sem ser o dito um ou mais glicóis.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que a dita resina alquídica transportada por água é livre de aminas voláteis e inclui pelo menos um hidróxido de metal alcalino em uma quantidade eficaz para prover um pH de pelo menos 7,1.
14. Método para preparar uma composição de revestimento, caracterizado pelo fato de que compreende: misturar uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano e uma resina látex acrílica reticulante, em que os sólidos da dita resina alquídica e os sólidos da dita resina látex acrílica estão presentes em uma razão em massa variando de 20:80 a 80:20 uma em relação a outra; dita resina látex acrílica compreendendo um resíduo de acrilamida diacetona, e incluindo um reticulador de di-hidrazida adípico; e dita composição de revestimento inclui um ou mais glicóis em uma quantidade de pelo menos 5 g/L e menor que 50g/L, a composição de revestimento tendo um teor de VOC menor que 50 g/L como determinado pelo ASTM D6886.
15. Revestimento curado, caracterizado pelo fato de que compreende um produto reticulado de uma composição de revestimento, a composição de revestimento compreendendo: uma resina alquídica transportada por água incluindo grupos uretano; e uma resina látex acrílica reticulante; que os sólidos da dita resina alquídica e os sólidos da dita resina látex acrílica estão presentes em uma razão em massa variando de 20:80 a 80:20 uma em relação a outra; dita resina látex acrílica compreendendo um resíduo de acrilamida diacetona, e incluindo um reticulador de di-hidrazida adípico; e dita composição de revestimento inclui um ou mais glicóis em uma quantidade de pelo menos 5 g/L e menor que 50 g/L, a composição de revestimento tendo um teor de VOC menor que 50 g/L como determinado pelo ASTM D6886.
16. Revestimento curado, caracterizado pelo fato de que compreende um produto reticulado de uma composição de revestimento, a composição de revestimento compreendendo: uma resina alquídica de uretano transportada por água, uma resina látex acrílica reticulante; sólidos da dita resina alquídica de uretano transportados por água e sólidos da dita resina látex acrílica reticulante estando presentes em uma razão em massa variando de 20:80 a 80:20 uma em relação a outra; grupos uretano na dita resina alquídica compreendendo um resíduo de di-isocianato de isoforona; a dita resina látex acrílica compreendendo resíduos de estireno e acrilamida diacetona, e incluindo um reticulador de di-hidrazida adípico; a dita composição compreendendo adicionalmente dióxido de titânio; e dita composição de revestimento inclui um ou mais glicóis em uma quantidade de pelo menos 5 g/L e menor que 50 g/L, a composição de revestimento tendo um teor de VOC menor que 50 g/L como determinado pelo ASTM D6886.
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