BRPI0901335A2 - processo de obtenção de compostos poliméricos termofixos curados - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE OBTENçãO DE COMPOSTOS POLIMéRICOS TERMOFIXOS CURADOS. A presente invenção reporta-se a compostos poliméricos termofixos curados comportando as etapas de dissolução de polimeros orgânicos e/ou misturas de polímeros orgânicos, em monómeros e/ou misturas de monómeros, e/ou adição de diluentes foto termoreativos e/ou misturas de diluentes foto termoreativos, contemplando termo e /ou foto termoiniciadores, e/ou mistura de foto termoiniciadores e/ou sistemas de cura misto, bem como, eventualmente, quaisquer agentes e/ou cargas, aplicação do composto obtido sobre superficie de substrato, seguida de cura do dito composto, executada por meio de radiação (SCR) e/ou por meio de temperatura (FCR). A invenção reporta-se também aos compostos poliméricos termofixos obtidos de acordo com o citado processo, bem como ao uso dos citados compostos poliméricos termofixos curados em pinturas, revestimentos, tintas, impressão, lacas, esmaltes, vemizes, seladoras e adesivo.
Description
PROCESSO DE OBTENÇÃO DE COMPOSTOS POLIMÉRICOS TERMOFIXOSCURADOS
A presente invenção refere-se a novo processo de obtenção de compostospoliméricos termofixos curados. O citado processo comporta a dissolução de polímerosorgânicos, e/ou misturas de polímeros orgânicos, em monômeros, e/ou misturas demonômeros, e/ou diluentes foto termoreativos e/ou misturas de diluentes fototermoreativos, e/ou contemplando foto termoiniciadores, e/ou mistura de fototermoiniciadores na presença ou não de polímeros, ou mistura de polímeros, e/ou sistemasde cura misto, bem como, eventualmente, quaisquer agentes e/ou aditivos e/ou cargas,aplicação do composto obtido sobre superfície de um substrato, seguido de cura do ditocomposto, executada por meio de radiação (SCR) e/ou por meio de temperatura (FCR).
A invenção reporta-se igualmente ao polímero obtido em forma de película oufilme, assim como suas diferentes aplicações e usos.
A cura por radiação e/ou temperatura torna a nitrocelulose insolúvel em solventesorgânicos, resistente à água formando filmes de alto brilho, dureza controlável de acordocom a composição do sistema e ótimo alastramento. Possui, também, baixo teor decompostos de orgânicos voláteis (VOC - Compostos Orgânicos Voláteis (ASTM D-5403)), podendo ser utilizada em massas, seladoras, adesivos, tintas e vernizes. Taiscomposições são constituídas de nitrocelulose, só ou em mistura com uma ou mais resinasorgânicas e/ou polímeros fotoreativos e/ou termocuráveis de diversos tipos, diluentesfotoreativos mono, di, tri e/ou multifuncionais, iniciadores termoreativos e/ou fotoreativos,com ou sem adição de aditivos, cargas, pigmentos, corantes, plastificantes, solventes,diluentes e outros componentes fotoreativos, termoreativos ou não, componentes estesusualmente empregados na formulação e produção de massas, fundos, seladoras, adesivos,tintas e vernizes em geral.
Tintas, vernizes, massas, seladoras, adesivos, tintas de impressão e demaisformulações feitas com nitrocelulose, só ou em mistura com outras resinas orgânicas,secam pelo mecanismo de evaporação de solventes e apresentam grande quantidade desolventes na composição. As tintas, vernizes, seladoras, adesivos e massas baseadas emnitrocelulose são produtos cuja composição possui um elevado teor de VOC (CompostosOrgânicos Voláteis). A nitrocelulose forma ainda filmes de brilho médio (60% a 60°medido em Glossmeter), com baixa resistência à água e ao álcool, baixa resistência asolventes polares e de estrutura rígida, necessitando do uso de plastificantes. É usada,tradicionalmente, na fabricação de produtos de proteção e acabamento para madeira,embalagem plástica, adesivos, couro, tinta automobilística de re-pintura e esmalte paraunhas.
A nitrocelulose é um polímero orgânico obtido industrialmente pela reação denitração de uma mistura de ácido sulfurico, ácido nítrico, água, óxidos nítricos e nitrososusualmente, mas não exclusivamente, com celulose química de madeira ou celulose delínter de algodão (dissolving pulp). A nitrocelulose assim obtida tem a massa molecularajustada por um processo térmico de hidrólise ácida (digestão), seguida de processos deestabilização térmica, desidratação e umectação em diversos agentes umectantes (água,etanol, isopropanol, butanol e/ou plastificantes diversos, como ftalatos, citratos, fosfatosorgânicos, entre outros). A nitrocelulose incorpora nitrogrupos à sua molécula pela reaçãodo ácido nítrico com hidroxilas da celulose, sendo que a quantidade desses nitrogrupos éexpresso pelo teor de nitrogênio, que varia entre 10,0 e 12,5%. A massa molecular danitrocelulose é controlada no processo de hidrólise ácida sob pressão, e é expressa emviscosidade.
A viscosidade é determinada em uma solução de nitrocelulose dissolvida emuma mistura de solventes, conforme a normas técnicas nacionais e internacionais (ASTMD-301, DIN 53179, ISO 14446 ou outra similar ou equivalente) e varia de 5 a 650.000centiPoise. Do processo de digestão resultam polímeros de nitrocelulose cuja massamolecular varia entre 10.000 a 800.000 Daltons ou mais.
A cura por radiação (CR) é uma técnica de uso industrial utilizada para proverpolimerização de resinas, oligômeros, polímeros orgânicos e monômeros compreende curapor radiação ultravioleta (UV), cura por radiação no espectro de luz visível (LV), feixe deelétrons (EB) ou radiação térmica (IV), isolados ou em combinação. Os principais sistemase tecnologias de cura por radiação são:
A cura por radiação UV usa como fonte de energia radiante lâmpadaselétricas contendo ou não eletrodos, de alta ou média pressão (mercúrio comou sem iodeto de gálio e/ou iodeto de ferro); contendo gás hidrogênio, vaporde mercúrio ou outro(s) elemento(s) químicos, dopadas ou não com metaisou semi-metais;• A cura por feixe de elétrons (electron bearrí) usa equipamento que envolveaceleração de elétrons com energia de até 300 kV. Os elétrons acelerados aocolidirem com as moléculas orgânicas reativas presentes nos sistemasadequadamente formulados formam radicais livres. As moléculas orgânicase os radicais livres formados reagem entre si e sofrem polimerização,independentemente da presença de fotoiniciadores.
• A cura por radiação (IV) produz radiação infravermelha por meio deresistência elétrica, lâmpadas elétricas, queima de combustíveis e demaisfontes de aquecimento, onde o comprimento de onda da radiação emitidopor esses dispositivos encontra-se no espectro do infravermelho.
• A cura por luz visível (LV) se dá pela exposição da composição à luz solardireta ou indireta. O comprimento de onda da radiação está localizadodentro do espectro de luz visível.
Os sistemas de cura por radiação (SCR) são composições químicas que produzemcompostos poliméricos termofixos (curados) quando expostos de forma adequada a uma oumais essas radiações. Os SCR estão baseados na propriedade de que certos produtosquímicos tornam-se quimicamente reativos quando submetidos às fontes de radiação UV,LV, EB e IV. Essas radiações promovem em um ou mais compostos químicos que compõea formulação de SCR's a formação de radicais livres ou íons, altamente reativos, quandona presença (ou não) de fotoiniciadores e/ou termoiniciadores, e que irá promover apolimerização dos componentes ativos. Os SCR também podem ser mistos onde há o usode energia térmica junto ou separadamente aos sistemas UV, LV e EB. Assim que acomposição foto e/ou termoativa (SCR) - p. ex. tinta, verniz, laca, adesivo ou outro SCRfotocurável/termocurável - é adequadamente irradiado por período de tempo necessário esuficiente pela(s) fonte(s) de radiação(ões) adequadas, com quantidade de energiaadequada e temperatura apropriada, dá-se o início de um processo de polimerização entreos compostos insaturados: resinas e/ou polímeros insaturados juntamente com outroscompostos químicos insaturados que atuam como os diluentes (monômeros) fotoreativos.
A reação química ocorrida dá origem a ligações covalentes fortes entre as substânciasformadoras de filme. Este é constituído pelo produto de reação entre resinas e/ou polímerosinsaturados foto/termocuráveis, diluentes fotoreativos - monômeros fotoreativos mono, diou multifuncionais fotoiniciadores e/ou termoiniciadores e outros componentes(fotoreativos ou não) que houver na referida formulação. A reação de polimerização (cura)se dá até a obtenção de um estágio final de polimerização, onde há conversão de 20% a100%, preferivelmente 60% a 100%, ou melhor, entre 80% e 100% das ligaçõesinsaturadas em saturadas. A conversão significa que as ligações saturadas existentes noSCR se transformam em ligações covalentes saturadas, com a formação de polímero deelevada massa molecular e insolúveis em solventes comuns. As reações químicasdesencadeadas pelas radiações UV, LV, IV e EB são do tipo radicais livres ou catiônicas, ese dão nos polímeros e/ou nos polímeros insaturados (não exclusivos), dos seguintes tiposepóxi acrilado, uretano acrilado alifático e/ou aromático, poliéster acrilado, polieteracrilado, acrílico acrilado, amino acrilados, silicone acrilados e outros polímeros especiais,ou catiônicos, neste último a polimerização se dá preferencialmente através de gruposepóxi. Paralelamente à reação, via radicais livres, há também a formação de polímeros deredes cruzadas, em proporções de 0 a 100% dos polímeros formados pela reticulação dosmonômeros reativos (diluentes reativos) onde há o aprisionamento em suas cadeiaspoliméricas de resinas e polímeros, cadeias estas obtidas por polimerização por radiação,formando retículos mono, bi e tridimensionais. Os sistemas de cura por radiação tambémpodem ser base água, onde a resina é emulsionável, dispersável ou solúvel em água e águaé retirada imediatamente antes do processo de cura por radiação (sistemas mistos IV/UV).
Os SCR podem ser baseados exclusivamente em composições onde a viscosidadedo sistema é reduzida por meio de monômeros fotoreativos (diluentes reativos), porsolventes orgânicos ou água, nos sistemas comumente conhecidos como base solvente oubase água (solúvel, dispensável ou emulsionável em água).
Os SCRs são produtos obtidos por mistura, dispersão ou homogeneização por meiode misturadores eletromecânicos, cowless, dispersores, moinhos de areia ou de esferasmetálicas, moinhos de bolas ou outro equipamento adequado para se preparar dispersões,emulsões, soluções, misturas de uma forma geral.
A aplicação de tais composições SCR é feita por qualquer dos métodos deaplicação, não limitado, a rolo, rolo de impressão, boneca, rotogravura, flexografia, offset,pincel, cortina, vácuo, spray, pistola airless, imersão, etc. e curáveis por radiaçãoultravioleta (UV), feixe de elétrons (EB) ou diodo emissor de luz (Light Emission Diode -LED) ou ainda outras radiações ionizante e/ou geradoras de radicais livres. Paralelamente àreação, via radicais livres há também a formação de polímeros de redes cruzadas(.Interpenetrating Network Polymer, INP), em proporções de 0% a 100% dos polímerosformados pela reticulação dos monômeros reativos (diluentes reativos) há oaprisionamento em suas cadeias poliméricas de resinas e oligômeros, cadeias essas obtidaspor polimerização por radiação, formando retículos mono, bi e tridimensionais. Aaplicação dos SCR se dá sobre diferentes substratos, como: polímeros termoplásticos etermofixos, metais, vidro, madeira maciça, MDF, OSB, compensado e aglomerado demadeira, chapa de fibra, chapas duras, lâminas de madeira, papel e papelão, parquet,polímero reforçado com fibras orgânicas e/ou inorgânicas, têxtil, eletro-eletrônicos, dentreoutros materiais orgânicos e/ou inorgânicos.
Os polímeros orgânicos referidos nesta patente de invenção são compostossaturados ou insaturados que reagem com monômeros reativos na presença de foto e/outermoiniciadores quando submetidos às radiações UV, LV, IV e/ou EB formando umcomposto de maior massa molecular que as resinas e polímeros individuais, e quepertencem às classes químicas, embora não exclusivamente, às conhecidas comercialmentecomo nitrocelulose com teor de nitrogênio «12,5% polímeros epóxi acrilado, (aromáticomono ou multifuncionais, modificados com bisfenol A, ou outro agente de modificação,epoxi aromático modificado com resina novolac, epóxi acrilado alifático, ou outra resinaepóxi acrilada modificada com ácido graxo, óleos vegetais, p. ex. óleo de soja, linho, arroz,dentre outros), uretano acrilado alifático e/ou aromático (mono, di, tri, tetra, penta, hexa oumaior grau de acrilação), poliéster acrilado (convencionais a base de polióis e diácidos ouos modificados com ácidos graxos, e/ou outros modificantes), polieter acrilado, poliésteresmodificados (clorados, modificados com ácidos graxos, dentre outros), acrílico acrilado,amino acrilados, silicone acrilados e outros polímeros especiais, com massa molecularvariando de 10.000 a 800.000, preferivelmente de 500 a 7.000 Daltons e funcionalidade de1 a 70, preferivelmente funcionalidade de 2 a 10.
Os polímeros referidos nesta patente de invenção podem ser puros, dissolvidos oudiluídos em diluentes reativos em qualquer proporção, de 0,0 a 99%, preferivelmente de 50a 90% de concentração de polímero em diluentes reativos.Os monômeros ou diluentes fotoreativos referidos nesta invenção são produtosquímicos orgânicos, em geral, mas não exclusivos, compostos orgânicos insaturados defuncionalidade variando de mono, bi, tri até hexafuncional ou funcionalidade ainda maior,de baixo e médio peso molecular, cuja função principal é reduzir a viscosidade do SCR,melhorar a umectação de substratos e pigmentos, prover algumas propriedades físicasfinais ao filme curado, além de controlar a velocidade de cura. Os diluentes reativospertencem às classes químicas, mas não exclusivas: alcanos alifáticos e cicloalifáticos,éteres derivados de óxido de eteno ou óxido de propeno e/ou mistura dos mesmos,compostos aromáticos, derivados alifáticos insaturados do tipo do butadieno, poliésteres eseus derivados, derivados de ácidos graxos acrilados, dentre outros. Como exemplos, nãolimitativos, de diluentes fotoreativos comerciais tem-se: acrilato de isobornila (IBOA),diacrilato de tripropileneglicol (TPGDA), 4.1.3.3 diacrilato de 1,6 hexanodiol (HDDA),diacrilate de dipropileneglicol (DPGDA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), edemais monômeros fotoreativos.
Os fotoiniciadores referidos nesta patente pertencem ao grupo, não limitativo, decompostos mono, di, tri ou poliaromáticos, entre eles o benzildimetilcetal (BDK),fenilglioxalato, benzofenona, alfa-hidroxicetona, óxido de bisacilfosfina (BAPO), óxido demonoacilfosfina (MAPO), alfa-aminocetonas e demais fotoiniciadores.
Os demais componentes do SCR aqui descritos pertencem às classes dos pigmentosusualmente usados em formulações e preparações de tintas, esmaltes sintéticos e outrosprodutos formulados para fins de pintura, revestimentos, tintas de impressão, tintas eacabamentos para plásticos, dentre outros, bem como de plastificantes, solventes,diluentes, cargas, aditivos, ceras, materiais fibrosos e particulados orgânicos e inorgânicos,sendo esses produtos insaturados ou não.
Os sistemas de cura por radiação em geral são utilizados para sistemas de pinturas,revestimentos, tintas serigráficas, tintas de impressão por rotogravura e flexografia, tintasoffset, laças, esmaltes isolantes elétricos, esmaltes automotivos, vernizes de acabamento,seladoras, adesivos, etc. e podem ser aplicadas de diversas formas, como rolo, nebulizaçãocom ou sem ar, pincel, rolo de impressão, cortina, entre outras.
O Pedido de Patente de Invenção PI0604199-0, Wilson Andrade Paduan,depositado em 20/09/2006, sob o título "Tinta líquida para impressão de dupla cura-secagem térmica e por radiação ultravioleta ou feixe de elétrons-tinta híbrida" refere-se ainvenção de uma tinta líquida para impressão de dupla cura secagem por radiação UY ouEB. A composição dessas tintas, com duplo processo de secagem, possui solventes eeventualmente resinas comuns tanto aos sistemas solvente, quanto polímeros, monômerose fotoiniciadores dos sistemas UV.
O Pedido de Patente de Invenção MU8400153-4, Yang Wen Tjen, depositado em30/01/2004, sob o título: "Disposição aplicada em unidade secadora de tintas paraimpressão e escrita" refere-se a equipamento único que agrega as três tecnologias desecagem de indução por radiação; radiação ultravioleta (UV); radiação de uma fonte decalor de alimentação elétrica.
O Pedido de Patente de Invenção PI9300471-0, de Frederick James Schindler,Martha Harbaugh Wolfersberger, Ronald Scott Beckley, designada à Rohm and HaasCompany (US), depositado em 03/02/1993 sob o título "Composição de polímero de látexcurável por radiação, processo para formar a mesma e composição de revestimento" refere-se a composição de polímero de látex curável por radiação e processo para formar amesma. Composições de revestimentos são descritas baseado numa composição depolímero de látex funcionalizado curável por radiação.
Vantajosamente a presente invenção compreende processo de obtenção decompostos poliméricos termofixos curados compreendendo as etapas de dissolução de 0,1a 90% de polímeros orgânicos e/ou misturas de polímeros orgânicos, em 0,1 a 90% demonômeros e/ou misturas de monômeros e/ou adição de 0,0 a 90% de diluentes fototermoreativos e/ou misturas de diluentes foto termoreativos, e 0,0 a 50% de fototermoiniciadores, e/ou mistura de foto termoiniciadores, seguida de aplicação do compostosobre uma superfície de substrato e cura por radiação e/ou temperatura do dito composto.
Mais vantajosamente a invenção em tela refere-se a processo comportandopolímero orgânico compreendendo nitrocelulose.
Ainda mais vantajosamente a presente invenção reporta-se a polímero orgânico denitrocelulose apresentando massa molecular compreendida entre 10.000 e 800.000 Daltons.Preferencialmente a invenção refere-se a processo relativo polímero orgânico denitrocelulose apresentando massa molecular entre 500 e 7.000 Daltons, e funcionalidadeentre 1 e 70.
Mais preferencialmente a invenção refere-se a processo compreendendo entre 0,0 e99,0% de polímeros ou misturas de polímeros.
Ainda mais preferencialmente a invenção reporta-se a processo comportandopolímero compreendendo pré-polímero e/ou oligômero.
Vantajosamente a invenção refere-se a processo comportando polímerocompreendendo oligômero epóxi acrilado.
Mais vantajosamente a invenção refere-se a processo relativo a oligômero epóxiacrilado compreendendo aromático mono ou multifuncional, modificado com bisfenol A,ou outro agente de modificação, epóxi aromático modificado com resina fenólica, epóxiacrilado alifático, ou outra resina acrilada modificada com ácido graxo, óleos vegetais,uretano acrilado alifático e/ou aromático, poliéster acrilado como os convencionais à basede polióis e diácidos ou os modificados com ácidos graxos e/ou outros modificantes,poliéter acrilado, poliésteres modificados com clorados ou com ácidos graxos entre outros,acrílico acrilado, amino acrilados, silicone acrilados e/ou outros polímeros especiais.
Ainda mais vantajosamente a presente invenção refere-se a processo relativo amonômeros e/ou diluentes foto termoreativos e/ou misturas de diferentes monômeros e/oumisturas de diferentes diluentes foto termo reativos da etapa de dissolução compreendendoorgânicos em geral, mas não exclusivamente monômeros, compostos orgânicos insaturadosde funcionalidade variando de mono, bi, tri até hexafuncional ou funcionalidade aindamaior, de baixo e médio peso molecular, alcanos alifáticos e cicloalifáticos, éteresderivados de óxido de eteno ou óxido de propeno e/ou mistura dos mesmos, compostosaromáticos, derivados alifáticos insaturados do butadieno, poliésteres e seus derivados,derivados de ácidos graxos acrilados.
Preferencialmente a invenção em tela reporta-se a processo relativo a monômerose/ou diluentes foto termoreativos e/ou misturas de diferentes monômeros e/ou de diferentesdiluentes foto termoreativos da etapa de dissolução compreendendo acrilato de isobornila,diacrilato de tripropilenoglicol, 4, 1, 3, 3 diacrilato de 1,6 hexanodiol, diacrilato dedipropilenoglicol, triacrilato de trimetilpropano.
Mais preferencialmente a presente invenção refere-se a processo relativo a fototermoiniciadores compreendendo compostos mono, di, tri ou poliaromáticos.
Preferencialmente a invenção em tela reporta-se a processo relativo a fototermoiniciadores compreendendo benzildimetilcetal, fenilglioxalato, benzofenona, alfa-hidroxicetona, óxido de bisacilfosfina, óxido de monoacilfosfinã e alfa-aminocetonas.
Mais preferencialmente a presente invenção refere-se a processo relativo à adiçãode agentes em quaisquer etapas como pigmentos, acabamentos, plastificantes, solventes,diluentes, cargas, aditivos, ceras, materiais fibrosos e particulados orgânicos e/ouinorgânicos, produtos insaturados ou não.
Ainda mais preferencialmente a invenção em tela reporta-se a processo relativo àcura por radiação relativo à exposição da composição que cura à luz ultravioleta, luz doespectro visível, feixe de elétrons.
Vantajosamente a presente invenção refere-se a processo relativo à cura porradiação ultravioleta compreendendo a exposição da composição à fonte de energiacomportando lâmpadas elétricas contendo ou não eletrodos, de alta ou média pressão.
Mais vantajosamente a invenção em tela refere-se a processo relativo à cura porfeixe de elétrons compreendendo exposição da composição a equipamentos que aceleramelétrons.
Ainda mais vantajosamente a invenção em tela reporta-se a processo relativo à curapor radiação infravermelho compreendendo a exposição da composição ao calor geradopor resistência elétrica, lâmpadas elétricas, queima de combustíveis e demais fontes deaquecimento.
Preferencialmente a invenção em tela refere-se a processo relativo à cura porradiação visível compreendo a exposição da composição à luz solar direta ou indireta.Mais preferencialmente a presente invenção reporta-se a processo relativo à curapor temperatura.
Ainda mais preferencialmente a presente invenção reporta-se a processo relativo àcura por radiação e temperatura.
Vantajosamente a presente invenção reporta-se aos compostos poliméricostermofixos de nitrocelulose curados obtidos pelo citado processo.
Mais vantajosamente a presente invenção reporta-se aos usos dos compostospoliméricos termofixos curados obtidos pelo citado processo em pinturas, revestimentos,tintas, impressão, laças, esmaltes, vernizes, seladoras e adesivos.
Ainda mais vantajosamente a presente invenção reporta-se aos usos dos compostospoliméricos termofixos curados obtidos pelo citado processo em aplicação com rolo,nebulização, eletrostático, boneca, pincel e cortina.
Preferencialmente a invenção em tela refere-se a produtos obtidos e aos usos doscompostos poliméricos termofixos curados obtidos pelo citado processo.
Para melhor ilustrar a presente invenção seguem-se exemplos de formulação e deexecução da mesma de caráter mera e exclusivamente ilustrativo, não limitativo.
Exemplos de formulações típicas em uso corrente, para aplicação emsubstratos celulósicos e não celulósico:
1. Massa para madeira:
• Polímero epóxi acrilado 25 a 40%
• Cargas 40 a 70%
• Monômeros 5 a 10%
• Fotoiniciador 1,5 a 3%2. Primer para madeira:
• Polímero epóxi acrilado 15 a 30%
• Polímero de poliéster 0 a 25%
• Pigmentos 10 a 30%
• Fotoiniciador 3 a 5%
• Carga Oa 10%
• Aditivos 1 a 2%
3. Formulação lixável para fundo:
Polímero epóxi acrilado 40 a 60%
• Monômeros reativos 20 a 40%
• Cargas 10 a 20%
• Fotoiniciador 1,5 a 3%
• Aditivos 0,5 a 3%
4. Formulação fundo acabamento para madeira:
• Polímero acrilado 40 a 60%
• Monômeros fotoreativos 20 a 40%
• Fotoiniciador 1,5 a 3%
Aditivos 0,5 a 1,5%5. Veio de impressão
• Polímero epóxi acrilado 30 a 50%
• Monômeros fotoreativos 20 a 40%
• Pigmentos/corantes 15 a 25%
Fotoiniciador 3 a 10%
• Aditivos 0,5 a 5%
6. Formulação para Acabamento:
• Polímero epóxi acrilado 40 a 60%
Monômeros fotoreativos 20 a 40%
• Fotoinieiador 2 a 5%
• Agente fosqueante 0 a 12%
Formulações desenvolvidas conforme a presente invenção:
Uso de nitrocelulose de «12,5% de nitrogênio e baixa, média e/ou alta viscosidades(grau de polimerização de 20 a 3000, ou mais), em composições contendo ou não outrospolímeros orgânicos, resinas, polímeros insaturados ou não, com monômeros mono, bi, tri,tetra e/ou polifuncionais, com ou sem foto e/ou termoiniciadores, demais constituintes detintas, vernizes e adesivos (pigmentos, corantes, plastificantes reativos ou não, solventes,cargas, aditivos, etc.), curável por radiação.Exemplo 1
Verniz de nitrocelulose produzido com mistura de monômero fotoreativo triíuncionaltriacrilato de trimetilolpropano, e fotoiniciador hydroximetillfenilpropanona.
Componentes Porcentagem em peso
• Nitrocelulose, alcoolizada em etanol 26,3%
• Monômero fotoreativo 67,2%
• Fotoiniciador 6,4%
Solubilizou-se a nitrocelulose no monômero fotoreativo. Após dissolução foi adicionadofotoiniciador. O verniz formado foi aplicado em vidro, plásticos, metal e madeira comosubstrato e curado em lâmpada de mercúrio em esteira. O filme curado apresentou asseguintes propriedades:
• Taxa de conversão: 97%
• Adesão: Alta adesão ao substrato
• Brilho a 60°: 90 ub (unidades de brilho)
• Dureza lápis (série HB): 2H
• Resistência a solvente: O filme curado apresentou resistência aos principaissolventes funcionais, como: cetonas, alcoóis, hidrocarbonetos aromáticos e glicóis.
Não apresentou manchamento ("staining"), mudanças de brilho, formação debolhas, perda de adesão, estufamento ou outro efeito adverso.
Exemplo 2
Verniz de nitrocelulose produzido com mistura de monômero fotoreativo triíuncionaltriacrilato de trimetilolpropano e menor quantidade de fotoiniciadorhydroximetillfenilpropanona
Componentes Porcentagem em peso• Nitrocelulose 27,1%
• Monômero fotoreativo 69,3%
• Fotoinieiador 3,6%
Solubilizou-se a nitroeelulose no monômero TMPTA. Após dissolução foiadicionado o fotoinieiador. O verniz formado foi aplicado em vidro, plástico, metal emadeira como substratos, e curado em lâmpada de mercúrio sob esteira. O filme curadoapresentou as seguintes propriedades:
• Taxa de conversão: 90%
• Adesão ao substrato: grau O (alta adesão ao substrato)
Brilho a 60° (Glossmeter): 85 unidades de brilho
• Dureza lápis (série HB): 3 H
• Resistência a solvente: O filme apresentou resistência aos principais solventes, comocetonas, alcoóis, hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, esters, ésteres de glicóis eglicóis. Não apresentou manchamento ("staining"), mudanças de brilho, formação debolhas, perda de adesão, estufamento ou outros efeitos deletérios ao filme.
Exemplo 3
Verniz de nitroeelulose produzido com mistura de monômero fotoreativo difuncionaldiacrilato de tripropileneglicol (TPGDA), e fotoinieiador hydroximetillfenilpropanona.
Componentes Porcentagem em peso
• Nitroeelulose 26,3%
• Monômero fotoreativo TPGDA 67,2%
• Fotoinieiador 6,4%
Solubilizou-se a nitroeelulose, em monômero TPGDA. Após dissolução foi adicionadofotoinieiador. O verniz formado foi aplicado em vidro, papelão, plásticos e madeira comosubstrato, curado em lâmpada de mercúrio sob esteira. O filme curado apresentou asseguintes propriedades:
• Taxa de conversão: 100%• Adesão ao substrato: Alta adesão
• Brilho a 60°: 77 ub (unidades de brilho).
• Dureza lápis (série HB): F
• Resistência a solventes: O filme apresentou resistência aos principais solventesfuncionais, cetonas, alcoóis, aromáticos e glicóis. Não apresentou manchamento("staining"), mudanças de brilho, formação de bolhas, perda de adesão,estufamento ou outro efeito adverso ou danoso ao filme.
Solubilizou-se a nitrocelulose em monômero TPGDA. Após dissolução foiadicionado fotoiniciador. O verniz, formado, foi aplicado em vidro e madeira comosubstrato, curado em lâmpada de mercúrio sob esteira. O filme curado apresentou asseguintes propriedades:
• Taxa de conversão = 100%
• Adesão - Alta adesão ao substrato
• Brilho a 60° (Glossmeter): 74 unidades de brilho
• Dureza lápis (série HB): F
• Resistência a solvente: O filme apresentou resistência aos principais solventesfuncionais, cetonas, alcoóis, aromáticos e glicóis. Não apresentou manchamento("staining"), mudanças de brilho, formação de bolhas, perda de adesão, estufamento ououtro efeito adverso ou danoso ao filme.Exemplo 5
Verniz de nitrocelulose é produzido com mistura de monômeros fotoreativodifiincional diacrilato de tripropileneglicol TPGDA e trifuncional triacrilato detrimetilolpropano e fotoiniciador hydroximetillfenilpropanona.
Componentes Porcentagem em peso
• Nitrocelulose 25,1%%
• Monômero fotoreativo 35,1%
• Monômero fotoreativo TPGDA 35,1%
• Fotoiniciador 4,6%
Solubilizou-se a nitrocelulose nos monômeros fotoreativos TPGDA e TMPTA. Apósdissolução da nitrocelulose foi adicionado fotoiniciador. O verniz, formado foi aplicado emvidro, plástico, metal e madeira como substrato e curado em lâmpada de mercúrio sobesteira. O filme curado apresentou o seguinte desempenho:
• Taxa de conversão = 99%
Adesão - Alta adesão ao substrato
• Brilho a 60°: 85%
• Dureza lápis (série HB): 2H
• Resistência a solvente: O filme apresentou resistência aos principais solventesfuncionais, cetonas, alcoóis, aromáticos e glicóis. Não apresentou manchamento("staining"), mudanças de brilho, formação de bolhas, perda de adesão,estufamento, ou outro efeito adverso ou danoso ao filme.
Exemplo 6Verniz de nitrocelulose produzido com mistura com oligômero de poliéster acrilado em60% do oligômero em 40%, monômeros fotoreativo trifuncional triacrilato detrimetilolpropano TMPTA, e fotoiniciador hydroximetillfenilpropanona.
Componentes Porcentagem em peso
· Oligômero de poliéster acrilado 36,9%
• Nitrocelulose 21,1%
• Monômero fotoreativo TMPTA 36,9%
• Fotoiniciador 5,2%
Solubilizou-se a nitrocelulose, no monômero TMPTA. Após dissolução foi adicionadoà resina poliéster e fotoiniciador. O verniz, formado foi aplicado em vidro e madeira comosubstrato, e curado em lâmpada de mercúrio sob esteira. O filme curado apresentou asseguintes propriedades:
• Taxa de conversão: 99%
• Adesão: Grau 0 (alta adesão ao substrato)
· Brilho a 60° (Glossmeter): 85ub (unidades de brilho)
• Dureza lápis (série HB): 2H
• Resistência a solvente: O filme apresentou resistência aos principais solventesfuncionais, cetonas, alcoóis, aromáticos e glicóis. Não apresentou manchamento("staining"), mudanças de brilho, formação de bolhas, perda de adesão,estufamento ou outro efeito adverso ou danoso ao filme.
Exemplo 7
Verniz de nitrocelulose produzido com mistura com oligômero de epoxi acrilado em75% do oligômero em 25%, monômeros fotoreativo difuncional diacrilato detripropilenoglicol (TPGDA) e fotoiniciador hydroximetillfenilpropanona.<table>table see original document page 19</column></row><table>
Solubilizou-se a nitrocelulose no monômero fotoreativo TPGDA. Após dissolução foiadicionado o oligômero epóxi acrilado e fotoiniciador. O verniz, formado, foi aplicado emvidro, plástico, metal e madeira como substratos, e curados em lâmpada de mercúrio sobesteira. O filme curado apresentou as seguintes propriedades:
• Taxa de conversão: 98%
• Adesão: Grau O (alta adesão ao substrato)
• Brilho à 60° (Glossmetrer): 63ub (unidades de brilho)
• Dureza lápis (série HB): F
• Resistência a solvente: O filme apresentou resistência aos principais solventesfuncionais, cetonas, alcoóis, aromáticos e glicóis. Não apresentou manchamento("staining"), mudanças de brilho, formação de bolhas, perda de adesão,estufamento ou outro efeito adverso ou danoso ao filme.
Verniz de nitrocelulose produzido com mistura com oligômero de uretana acrilada,monômeros fotoreativo trifuncional triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) efotoiniciador hydroximetillfenilpropanona.
Exemplo 8
<table>table see original document page 19</column></row><table><table>table see original document page 20</column></row><table>
Solubilizou-se a nitroeelulose, sob agitação, nos monômeros (TMPTA). Apósdissolução foi adicionado à resina uretano aromático e fotoiniciador. O verniz, formado,foi aplicado em vidro e madeira como substrato, curado em lâmpada de mercúrio sobesteira. O filme curado apresentou a seguinte performance:
• Taxa de conversão: 88%
• Adesão: Alta adesão ao substrato
Brilho a 60° (Glossmeter): 67unidades de brilho
• Dureza lápis (série HB): H
• Resistência a solvente: O filme apresentou resistência aos principais solventesfuncionais, cetonas, alcoóis, aromáticos e glicóis. Não apresentou manchamento("staining"), mudanças de brilho, formação de bolhas, perda de adesão,
Exemplo 9
Massa de fundo para madeira base nitroeelulose com oligômero epóxi acrilado, doisfotoiniciadores, monômeros difuncional (TPGDA) e trifuncionais (TMPTA) e cargamineral.• Oligômero epóxi acrilado 32,7%
• CargaMineral 10,8%
Solubilizou-se a nitrocelulose nos monômeros (TPGDA) e (TMPTA). Apósdissolução foi adicionado resina epóxi e os fotoiniciadores. Sob agitação, utilizandodispersor foi realizada a dispersão da carga mineral na solução. A massa formada foiaplicada em vidro e madeira como substratos, curados em lâmpada de mercúrio sob esteira.
A massa curada apresentou a seguinte performance:
• Excelente alastramento
• Alto poder de cobertura e preenchimento dos poros
Ótima lixabilidade
Exemplo 10
Tinta branca para madeira, metal, plástico a base de nitrocelulose, com doisfotoiniciadores, monômeros difuncionais (TPGDA) e trifuncionais (TMPTA) e pigmentobranco (dióxido de titânio disperso em nitrocelulose e monômero).
<table>table see original document page 21</column></row><table>
Solubilizou-se a nitrocelulose nos monômeros TPGDA e TMPTA. Após dissoluçãoforam adicionados os fotoiniciadores. Realizou-se a dispersão do dióxido de titânio pré-disperso/moída em nitrocelulose/monômeros. A tinta formada foi aplicada em vidro, metale madeira como substratos, curados em lâmpada de mercúrio sob esteira. A massa curadaapresentou a seguinte performance:
• Excelente alastramento
• Alto poder de cobertura
Resistência a solventes orgânicos polares e apolares
• Adesão ao substrato: grau 0 (alta adesividade)
• Brilho a 60° (Glossmeter): >80%
Claims (23)
1. Processo de obtenção de compostos poliméricos termofixos curados caracterizado pelofato de compreender as etapas de dissolução de 0,1 a 90% de polímeros orgânicos e/oumisturas de polímeros orgânicos, em 0,1 a 90% de monômeros, e/ou misturas demonômeros e/ou 0,0 a 90% de diluentes foto termoreativos e/ou mistura de diluentes fototermoreativos, e/ou 0,0 a 50% de foto termoiniciadores e/ou misturas de fototermoiniciadores, seguida de aplicação do composto sobre superfície de substrato e curapor radiação e/ou temperatura do dito composto.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato que o polímeroorgânico compreende polímero orgânico de nitrocelulose.
3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato quecompreende polímero orgânico de nitrocelulose com massa molecular variando entre-10.000 a 800.000 Daltons.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato que o polímeroorgânico de nitrocelulose apresenta massa molecular compreendida entre 500 e 7.000Daltons, e funcionalidade compreendida entre 1 e 70.
5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato quecompreende entre 0,0 a 99% de polímeros ou misturas de polímeros.
6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que opolímero compreende pré-polímero e oligômero.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato que o oligômerocompreende oligômero epóxi acrilado.
8. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato queo oligômero epóxi acrilado compreende aromático mono ou multifuncional, modificadocom bisfenol A, ou outro agente de modificação, epóxi aromático modificado com resinafenólica, epóxi acrilado alifático, ou outra resina acrilada modificada com ácido graxo,óleos vegetais, uretano acrilado alifático e/ou aromático, poliéster acrilado como osconvencionais à base de polióis e diácidos ou os modificados com ácidos graxos, e/ououtros modificantes, poliéter acrilado, poliéster modificados com clorados ou com ácidosgraxos entre outros, acrílico acrilado, amino acrilados, silicone acrilados e outrospolímeros especiais.
9. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato queos monômeros e/ou misturas de monômeros e/ou diluentes foto termoreativos e/oumisturas de diluentes foto termoreativos da etapa de dissolução compreendem orgânicosem geral, mas não exclusivamente monômeros, compostos orgânicos insaturados defuncionalidade variando de mono, bi, tri até hexafuncional ou funcionalidade ainda maior,de baixo e médio peso molecular, alcanos alifáticos e cicloalifáticos, éteres derivados deóxido de eteno ou óxido de propeno e/ou mistura dos mesmos, compostos aromáticos,derivados alifáticos insaturados do butadieno, poliésteres e seus derivados, derivados deácidos graxos acrilados.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9 caracterizado pelo fato de que osmonômeros e/ou diluentes foto termoreativos e/ou misturas de monômeros e/ou misturasde diluentes foto termoreativos da etapa de dissolução compreendem acrilato de isobornila,diacrilato de tripropilenoglicol, 4,1,3,3 diacrilato de 1,6, hexanodiol, diacrilato dedipropilenoglicol, triacrilato de trimetilolpropano.
11. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato deque os foto termoiniciadores compreendem compostos mono, di, tri ou poliaromáticos.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11 caracterizado pelo fato que os fototermoiniciadores compreendem benzildimetilcetal, fenilglioxalato, benzofenona, alfa-hidroxicetona, óxido de bisacilfosfina, óxido de monoacilfosfina e alfa-aminocetonas.
13. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12 caracterizado pelo fato quecompreende a adição de agentes em quaisquer etapas como pigmentos, acabamentos,plastificantes, solventes, diluentes, cargas, aditivos, ceras, materiais fibrosos e particuladosorgânicos e/ou inorgânicos, produtos insaturados ou não.
14. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato quea cura por radiação compreende exposição da composição à radiação ultravioleta, espectrode luz visível, radiação infravermelho, feixe de elétrons ou radiação térmica, isoladamente,ou em combinação.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que a cura porradiação ultravioleta compreende a exposição da composição à fonte de energia comportalâmpadas elétricas contendo ou não eletrodos, de alta ou média pressão.
16. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que a cura por feixede elétrons compreende exposição da composição a equipamentos que aceleram elétrons.
17. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que a cura porradiação infravermelho compreende a exposição da composição à resistência elétrica,lâmpadas elétricas, queima de combustíveis e demais fontes de aquecimento.
18. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que a cura porradiação visível compreende a exposição da composição à luz solar.
19. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que a cura é feitapor temperatura.
20. Compostos poliméricos termofixos curados obtidos de acordo com qualquer dasreivindicações 1 a 19.
21. Uso dos compostos poliméricos termofixos curados de acordo com a reivindicação 20em pinturas, revestimentos, tintas, impressão, laças, esmaltes, vernizes, seladoras eadesivos.
22. Uso dos compostos poliméricos termofixos curados de acordo com a reivindicação 21caracterizado pelo fato que compreende a aplicação com rolo, nebulização, pincel ecortina.
23. Produtos obtidos de acordo com qualquer das reivindicações 21 e 22.
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