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BR112020010609A2 - pasta de pigmento à base de solvente e revestimento - Google Patents

pasta de pigmento à base de solvente e revestimento Download PDF

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BR112020010609A2
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Karel Hindrik Van Streun
Eric Harry Jacobus Rijlaarsdam
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Akzo Nobel Coatings International B.V.
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Abstract

a presente invenção fornece uma pasta de pigmento à base de solvente compreendendo um alquídico em que o alquídico é obtido por um processo compreendendo as etapas de a. produção de um alquídico com funcionalidade oh a partir de um óleo não seco ou ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido; em que o óleo não seco ou o ácido graxo tem um número de iodo = 115; b. esterificação do alquídico oh-funcional com anidrido trimelítico (tma), em que pelo menos 80% dos resíduos de tma esterificados têm dois grupos carboxílicos livres, de preferência em que pelo menos 85%, 90%, 95% ou mesmo pelo menos 98% de os resíduos de tma esterificados têm dois grupos carboxílicos livres.

Description

PASTA DE PIGMENTO À BASE DE SOLVENTE E REVESTIMENTO CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção refere-se a uma pasta de pigmento que compreende um alquídico e um ou mais pigmentos de óxido de ferro, em que o alquídico é obtenível por um processo que compreende as etapas de a) produção de um alquídico OH-funcional a partir de um óleo não secante ou ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido; em que o óleo não secante ou ácido graxo possui um valor de iodo ≤ 115; b. esterificação do alquídico OH-funcional com anidrido trimelítico (TMA); em que pelo menos 80% dos resíduos de TMA esterificado possuem dois grupos carboxílicos livres.
[002] A invenção se refere ainda a revestimentos, preferencialmente revestimentos arquitetônicos, compreendendo esta pasta de pigmento.
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
[003] Na indústria de tintas, o controle de estoque e logística são racionalizados pelo uso de sistemas de mistura de cores. Nestes sistemas, uma cor de tinta selecionada por um usuário é produzida por meio da seleção de uma tinta base de diversas tintas base disponíveis e afinação de cores da tinta base selecionada com o auxílio de uma ou mais pastas de pigmento. Estes sistemas são usados, por exemplo, no campo de revestimentos decorativos. O documento EP-A0311209 revela este sistema.
[004] Os exemplos de pastas de pigmento para sistemas de afinação de cores de tinta são revelados nos documentos EP-A0012964 e EP-A0507202. Depois dos pigmentos, as pastas de pigmento normalmente incluem resinas, solventes e, no geral, também aditivos. Os pigmentos das diversas cores variam consideravelmente de natureza. Para cada pigmento, precisa-se utilizar uma resina compatível. Esta resina precisa, por sua vez, ser compatível com o sistema aglutinante das tintas base utilizadas e também com as resinas das demais pastas de pigmento, uma vez que para a maioria das cores exige a adição de mais de uma pasta de pigmento. A resina também deve ser capaz de dispersar uma quantidade suficiente do pigmento. Este sistema de um número limitado de tintas base e diversas pastas de pigmento permite a geração de uma ampla gama de cores. Geralmente, uma máquina de afinação de cores utiliza nove a dezesseis diferentes corantes para produzir esta gama de cores.
[005] As pastas de pigmento amarelas ou vermelhas à base de solvente são bem conhecidas na técnica. Nestas pastas, os pigmentos são dispersados em um alquídico à base de solvente. Os pigmentos podem ser à base de ferro. Estas pastas de pigmento podem ser usadas para ajustar a cor de uma tinta base, por exemplo, utilizando-se uma máquina de afinação de cores. As pastas de pigmento são conhecidas a partir do documento WO2002096997.
[006] No documento US 4.555.564, revela-se, por exemplo, um processo para sintetização de uma composição de resina alquídica que compreende a) condensação de um ácido carboxílico com um álcool para formar um pré-condensado de poliéster que possui grupos hidroxila terminais; b) conversão do dito pré-condensado em um pré-condensado ácido por condensação adicional com um anidrido de ácido policarboxílico até um número ácido de aproximadamente 50 a 130 ser obtido; e c) formação de uma resina alquídica por esterificação adicional do dito pré-condensado ácido com um álcool adicional.
[007] No documento EP0744667, revela-se um toner para o desenvolvimento de uma imagem eletrostática que compreende partículas de toner, em que as ditas partículas de toner compreendem pelo menos uma resina aglutinante, um corante, uma resina polar e um agente de liberação. A resina polar possui pelo menos um grupo terminal que foi modificado por um ácido policarboxílico tendo pelo menos três grupos carboxila.
[008] No documento EP1401972, revela-se uma pasta de pigmento para afinação de cor de uma composição de revestimento, a pasta de pigmento compreendendo pelo menos um alquídico ramificado apresentando uma viscosidade abaixo de 5 Pa.s, a 23°C a uma taxa de cisalhamento de 100 s-1 e um ou mais pigmentos. A pasta de pigmento foi preparada a partir de um alquídico oriundo do ácido graxo de tall oil.
[009] Os alquídicos à base de solvente usados para pastas de pigmento podem ser preparados a partir de diferentes óleos ou ácidos graxos, como, entre outros, óleo de girassol, óleo de soja, ácido graxo de tall oil (TOFA). Estes alquídicos apresentam boas propriedades na pasta de pigmento. Uma desvantagem das pastas de pigmento que compreendem pigmentos de óxido de ferro é que a viscosidade das pastas de pigmento, especialmente as amarelas e vermelhas, tende a aumentar quando exposta ao ar. Este aumento de viscosidade pode, por fim, levar à gelificação e formação de grandes pedaços de material muito rígido. Os materiais rígidos de pasta de pigmento na lata de pasta de pigmento são indesejáveis e criam a necessidade de substituição destas latas nas máquinas de afinação de cores, o que é muito oneroso.
[0010] A velocidade de gelificação pode ser reduzida pela adição de um antioxidante ou um agente anti- descascamento, como, por exemplo, metiletilcetoxima (MEKO). No entanto, o uso tolerado destes materiais é limitado ou provavelmente deva ser limitado devido à legislação para melhorar a proteção da saúde humana e meio ambiente, como REACH (EC 1907/2006). Além disso, os antioxidantes podem aumentar consideravelmente a secagem do revestimento final.
[0011] Portanto, existe a necessidade na técnica de sistemas de corantes alternativos que não sofram gelificação (ou seja, gelificar-se) da pasta de pigmento ao longo do tempo. O sistema de corante apresenta, preferencialmente, a mesma compatibilidade com as tintas base que deve substituir, como pasta de pigmento à base de óleo de girassol, de soja, tall oil, etc.
[0012] O objetivo da invenção é prover uma pasta de pigmento que seja estável ao longo do tempo, por exemplo, a viscosidade e estabilidade coloidal permanecem constantes. Em outras palavras, a pasta de pigmento não sofre de gelificação ao longo do tempo. A pasta de pigmento compreendendo uma resina, que é compatível com todos os tipos de pigmentos, em particular pigmentos à base de óxido de ferro. A resina deve ter poder de dispersão e umedecimento suficiente para dispersar e estabilizar os pigmentos. Preferencialmente, deve ser possível usar as pastas para afinação de cores de tintas com alto teor de sólido e a pasta não deve apresentar um efeito substancialmente negativo sobre a viscosidade, aplicabilidade, secagem, estabilidade ou nível de VOC da tinta a ser misturada.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0013] Descobriu-se agora que a substituição de um óleo secante por um óleo não secante ou ácido graxo que possui um valor de iodo ≤ 115 combinado com uma esterificação de grupos hidroxila livres do alquídico com anidrido trimelítico (TMA), em que pelo menos 80% dos resíduos de TMA esterificado possui dois grupos carboxílicos livres, provê uma resina adequada para uso como um corante e que não gelifica ao longo do tempo quando exposta ao ar.
[0014] Por conseguinte, a presente invenção provê uma pasta de pigmento à base de solvente compreendendo um alquídico e um ou mais pigmentos de óxido de ferro um ou mais pigmentos de óxido de ferro, em que o alquídico é obtenível por um processo que compreende as etapas de: a. produção de um alquídico OH-funcional a partir de um óleo não secante ou ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido; em que o óleo não secante ou ácido graxo possui um valor de iodo ≤ 115; b. esterificação do alquídico OH-funcional com anidrido trimelítico (TMA) a uma temperatura ≤ 220°C para se obter um alquídico com resíduos de TMA esterificado; em que pelo menos 80% dos resíduos de TMA esterificado possuem dois grupos carboxílicos livres, preferencialmente em que pelo menos 85%, 90%, 95% ou ainda pelo menos 98% dos resíduos de TMA esterificado possui dois grupos carboxílicos livres, em que o valor ácido do alquídico encontra-se entre 15 e 30 mg KOH/g.
[0015] A pasta de pigmento da invenção não gelifica quando exposta ao ar; compreende-se que a referência a uma “pasta de pigmento de acordo com a invenção que não gelifica” significa que não ocorre nenhuma gelificação ou pelo menos ocorre menos gelificação da pasta de pigmento em comparação a uma pasta de pigmento similar à base de ácido graxo de tall oil, sem TMA, quando exposta ao ar. Consequentemente, em um aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo o alquídico, conforme aqui definido.
[0016] Uma composição de revestimento, preferencialmente uma composição de revestimento arquitetônico, pode ser produzida em um processo que compreende as etapas de a) provisão de uma pasta de pigmento de acordo com a invenção, b) adição de uma quantidade desejada da pasta de pigmento a um revestimento base e, opcionalmente, mistura do revestimento base com a quantidade desejada de pasta de pigmento. Os revestimentos arquitetônicos obtidos neste processo são ainda outro aspecto da invenção.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0017] A Figura 1 mostra a viscosidade após 3 dias de secagem dos compostos de referência 1 a 5 em (Pa.s) como uma função do valor de iodo; e do composto de referência 1 com antioxidante. A viscosidade do composto de referência 1 com antioxidante foi ajustada à linha preta traçada através da viscosidade dos compostos de referência 1 a 5.
[0018] A Figura 2 mostra a viscosidade (Pa.s) do Composto de referência 5 e Composto A a T=0 (recém preparado) e após 12 semanas de armazenamento a 50C (T= 12 semanas, 50C).
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0019] Os óleos não secantes ou ácidos graxos com um valor de iodo ≤ 115 são bem conhecidos nas técnica. Os exemplos destes óleos e ácidos correspondentes incluem, entre outros, óleo de palma, azeite de oliva, óleo de coco, óleo de sebo, óleo de semente de palma, manteiga de cacau, óleo de jojoba, óleo de algodão, óleo de milho, óleo de amendoim. Da mesma forma, podem-se usar misturas de óleos. Compreende-se que o valor de iodo de um ou mais dos ácidos graxos em tal mistura pode ser maior que 115, contanto que o valor de iodo da mistura total de ácidos graxos seja menor ou igual a 115. Alternativamente, podem-se usar misturas de diferentes óleos; compreende-se que o valor de iodo de um ou mais dos óleos individuais nesta mistura pode ser maior que 115, contanto que o valor de iodo da mistura total de óleos seja menor ou igual a 115.
[0020] Os inventores descobriram que os alquídicos baseados em ácidos graxos com um valor de iodo menor ou igual a 115 sofrem menos auto-oxidação. A auto- oxidação é um problema conhecido dos alquídicos, resultando em gelificação de pastas de pigmento preparadas destes alquídicos. As pastas de pigmento que não sofrem de auto- oxidação normalmente não apresentam estabilidade coloidal suficiente. Caso a estabilidade coloidal da pasta de pigmento seja muito baixa, os diferentes componentes da pasta podem se separar (parcialmente). Surpreendentemente, os inventores descobriram que um alquídico à base de um ácido graxo com um valor de iodo menor ou igual a 115 e substituído por TMA (conforme aqui descrito) não sofre auto-oxidação e, ao mesmo tempo, provê boa estabilidade coloidal de uma pasta de pigmento preparada de tal alquídico.
[0021] Em uma realização, a quantidade de C18:2 e C18:3 no óleo não secante ou ácido graxo usado na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção é menor que 20% em peso; por exemplo, menos de 15% em peso ou ainda menos de 10% em peso. Preferencialmente, a quantidade de C18:2 e C18:3 no óleo não secante ou ácido graxo é menor que 5% em peso, por exemplo, menos de 4% em peso, menos de 3% em peso ou ainda menos de 2% em peso. Em uma realização, quantidade de ácidos graxos com ligações duplas conjugadas é menor que 5% em peso. Compreende-se que C18:2 refere-se a um ácido graxo com 18 átomos de carbono e 2 ligações duplas (por exemplo, ácido linoleico). Da mesma forma, C16:1 refere-se a um ácido graxo com 16 átomos de carbono e 1 ligação dupla (por exemplo, ácido palmitoleico); e C18:1 refere-se a um ácido graxo com 18 átomos de carbono e 1 ligação dupla (por exemplo, ácido vacênico, ácido oleico, ácido elaídico).
[0022] Para se obter uma pasta de pigmento com estabilidade coloidal suficiente, o ácido graxo usado para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção deve apresentar um peso molecular suficientemente elevado e/ou ser ramificado e/ou comprimento suficiente do ácido graxo. O técnico no assunto saberá como variar o óleo para obter as características desejadas da pasta de pigmento.
[0023] Em um aspecto da invenção, a quantidade de <C16 no óleo não secante ou ácido graxo usada na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção é menor que 10% em peso, por exemplo, menor que 6% em peso ou ainda menor que 4% em peso. Compreende-se que <C16 refere-se a ácidos graxos com menos de 16 átomos de carbono.
[0024] Em outro aspecto, a quantidade de C16:0 e
C16:1 no óleo não secante ou ácido graxo usado na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção é menor que 15% em peso, por exemplo, menor que 10% em peso, ou ainda em outro aspecto, menor que 8% em peso. Compreende-se que C16:0 se refere a ácidos graxos com 16 átomos de carbono e sem insaturações, como C16:1 se refere a ácidos graxos com 16 átomos de carbono e uma insaturação (ou seja, uma ligação dupla de carbono-carbono).
[0025] Em um aspecto, os óleos não secantes ou ácidos graxos usados na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção possuem um valor de iodo ≤ 100. As pastas de pigmento com uma boa estabilidade coloidal podem ser obtidos, em uma realização, usando C18:1 e/ou ácido isoesteárico na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção. Em um aspecto, a quantidade de C18:1 e ácido isoesteárico (ou seja, a quantidade combinada) no óleo não secante ou ácido graxo usada na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção é ≥ 40% em peso. Em outro aspecto, os óleos não secantes ou ácidos graxos usados na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção possuem um valor de iodo ≤ 100 e a quantidade de C18:1 e ácido isoesteárico no óleo não secante ou ácido graxo é ≥ 40% em peso. Em outro aspecto, os óleos não secantes ou ácidos graxos usados na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção possuem um valor de iodo que é >15 g I2/100g, por exemplo, pelo menos 20, 25, 30, 35, 40 ou ainda pelo menos 45 g I2/100g.
[0026] Ainda em outro aspecto, o óleo não secante ou ácido graxo usado na produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção compreende mais de 52% em peso de ácido oleico, por exemplo, mais de 55% em peso, 60% em peso ou ainda mais de 65% em peso. Em uma realização, a quantidade de ácido oleico é mais de 70% em peso.
[0027] Uma desvantagem das pastas de pigmento contendo óxido de ferro transparente conhecidas na técnica é que sua viscosidade aumenta ao longo do tempo. Uma forma extrema de aumento de viscosidade é a gelificação da pasta de pigmento (gelificação sendo um estado em que a pasta de pigmento se comporta como um sólido). Isso é indesejável, uma vez que um aumento muito elevado de viscosidade torna a pasta inadequada para uso. Este problema é solucionado pela atual invenção. A viscosidade de uma pasta de pigmento pode ser determinada usando-se métodos conhecidos na técnica, como viscosidade de Brookfield (por exemplo, usando ASTM D2196). A Reologia Oscilatória é um teste para determinar a estabilidade de uma pasta de pigmento ao longo do tempo, conforme descrito aqui em outra parte.
[0028] Ainda em outro aspecto, a viscosidade de uma pasta de pigmento da invenção, e compreendendo ainda 1% em peso de óxido de ferro, não aumenta em mais de 10% quando exposta ao ar por 2 meses ou mais (por exemplo, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 20, 24 meses). Em uma realização, a viscosidade desta composição compreendendo pelo menos 10% em peso do alquídico e compreendendo ainda pelo menos 1% em peso de óxido de ferro não aumenta em mais de 10% exposta ao ar durante 2 meses ou mais (por exemplo 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 20, 24 meses).
[0029] Em um aspecto, pelo menos 88%, 90%, 93%, 95%, 96% ou ainda pelo menos 98% dos resíduos de TMA esterificado no alquídico na pasta de pigmento da invenção possuem dois grupos carboxílicos livres. Em um aspecto, os óleos não secantes ou ácidos graxos com um valor de iodo ≤ 115 usados para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção compreendem mais de 53% em peso de ácido oleico, por exemplo, mais de 54% em peso, 55% em peso, 56% em peso, 57% em peso, 58% em peso, 59% em peso, 60% em peso, 61% em peso, 62% em peso, 63% em peso ou ainda mais de 65% em peso, como mais de 70% em peso, 75% em peso, 80% em peso, 85% em peso ou mais. Em uma realização, o ácido graxo compreende mais de 90% em peso de ácido oleico, por exemplo, 95% em peso ou mais.
[0030] O um ou mais polióis usados no processo para preparar o alquídico, conforme aqui revelado, podem ser escolhidos a partir de qualquer tipo de poliol conhecido na técnica de preparação de alquídico. Um poliol é aqui definido como um álcool poli-hídrico contendo dois ou mais grupos hidroxila e inclui dióis e trióis. Os exemplos destes polióis são 1,3-propano diol, 1,2-etano diol, 1,4-butano diol, 1,5- pentano diol e 1,6-hexano diol. Os dióis ramificados adequados são, por exemplo, dimetilolpropano, neopentilglicol, 2-propil-2-metil-1,3-propano diol, 2-butil- 2-ethil-1,3-propano diol, 2,2-dietil-1,3-propano diol, 1,2- propano diol, 1,3-butano diol, 2,2,4-trimetilpentano-1,3- diol, trimetilhexano-1,6-diol, 2-metil-1,3-propano diol, dietileno glicol, trietileno glicol, polietileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol e polipropileno glicóis. Os dióis cicloalifáticos adequados são, por exemplo, ciclohexano dimetanol e formas cíclicas de pentaeritritol, e 1,3-dioxano-5,5-dimetanol. Os dióis aromáticos adequados são, por exemplo, 1,4-xilileno glicol e 1-fenil-1,2-etano diol, e os produtos de reação dos compostos fenólicos polifuncionais e óxidos de alquileno, ou derivados destes.
[0031] Os trióis adequados são, por exemplo, trimetilol propano, trimetilol etano, trimetilol butano, 3,5,5- trimetil-2,2-dihidroximetilhexano-1-ol, glicerol e 1,2,6-hexano triol. Alternativamente, os trióis cicloalifáticos e aromáticos e/ou aductos correspondentes com óxidos de alquileno, ou derivados destes, podem ser usados. Os tetróis adequados são, por exemplo, pentaeritritol, ditrimetilol propano, diglicerol e ditrimetilol etano. Também é possível usar tetróis cicloalifáticos e aromáticos, bem como aductos correspondentes com óxidos de alquileno, ou derivados destes.
[0032] Em uma realização, o um ou mais polióis usados na preparação do alquídico na pasta de pigmento da invenção são selecionados a partir de um ou mais entre o grupo que consiste em pentaeritritol, glicerina, trimetilol propano, trimetilol etano, etileno glicol, neopentil glicol, propileno glicol e ciclohexanodimetanol. Em outra realização, o um ou mais polióis usados na preparação do alquídico na pasta de pigmento da invenção são selecionados a partir do um ou mais entre o grupo que consiste em glicerol, trimetilol propano (TMP) e pentaeritritol. Em outra realização, o um ou mais polióis usados para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção compreendem pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em glicerol, trimetiloletano, trimetilolpropano (TMP), pentaeritritol, sorbitol, 1,2,6-hexanotriol, 1,1,4,4- tetraquis(hidroximetil)ciclohexano, tris(hidroxietil) isocianurato, tripentaeritritol e dipentaeritritol. Preferencialmente, o um ou mais polióis são glicerol e pentaeritritol.
[0033] Da mesma forma, o primeiro anidrido usado no processo para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção pode ser escolhido a partir de qualquer tipo de anidrido conhecido na técnica da preparação de alquídico. O técnico no assunto reconhecerá que os ácidos policarboxílicos também podem ser usados. Em outras palavras, o primeiro anidrido usado no processo para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção pode ser ácido policarboxílico ou os anidridos deste ácido policarboxílico. O ácido carboxílico ou anidrido adequado utilizado na invenção pode compreender, entre outros, um ou mais entre ácido malônico, ácido glutárico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido succínico, ácido adípico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, 1,4- ciclohexanodicarboxílico, 1,3-ciclohexanodicarboxílico, anidrido hexahidroftálico, anidrido tetrahidroftálico, ácido trimelítico, anidrido ftálico, anidrido maleico, ácido fumárico, ácido tricarbalílico, ácido 3,3′4,4′-benzofenona tetracarboxílico, 1,1,3-trimetil-5-carboxil (p-carboxifenil) indano, ácidos ftálicos substituídos por alquila inferior, ácido tetrahidroftálico e ácidos graxos dimerizados. A alquila inferior é aqui definida como um grupo alquila linear ou ramificado compreendendo até 6 átomos de carbono; opcionalmente, um grupo alquila inferior pode ser insaturado. Em uma realização, o primeiro anidrido compreende pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em anidrido maleico, anidrido ftálico, anidrido ortoftálico, anidrido hexahidroftálico, anidrido tetrahidroftálico, anidrido tereftálico. Em outra realização, o primeiro anidrido compreende pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em ser anidrido ftálico ou anidrido hexahidroftálico; preferindo-se anidrido hexahidroftálico. Em uma realização, no processo para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção, o um ou mais polióis compreendem pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em glicerol, trimetilol propano (TMP) e pentaeritritol; e/ou em que o primeiro anidrido compreende pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em ser anidrido ftálico ou anidrido hexahidroftálico; preferencialmente, o um ou mais polióis são glicerol e pentaeritritol; e o primeiro anidrido é anidrido hexahidroftálico. Em outra realização, no processo para preparar o alquídico na pasta de pigmento da invenção como mencionado acima, o um ou mais polióis são glicerol e pentaeritritol; e o primeiro anidrido é anidrido hexahidroftálico.
[0034] Os alquídicos podem ser classificados com base em uma ampla gama de propriedades, como comprimento do óleo e valor ácido, vide, por exemplo, Manual de Tecnologia de Revestimentos, Segunda Edição editado por D. Satas, Arthur A. Tracton, páginas 435 a 437, o qual é pelo presente incluído por referência.
[0035] “Comprimento do óleo” é definido como % em peso do óleo calculada sobre o teor teórico não volátil do alquídico final quando condensado ao ponto médio da especificação do valor ácido: óleo muito longo: 75% e superior; óleo longo: entre 60 e 75%; óleo médio: entre 45 e 60%; óleo curto: até 45%.
[0036] Em um aspecto, o comprimento do óleo do alquídico na pasta de pigmento da invenção é ≥ 55%, ou o comprimento do óleo é ≥ 60%, preferencialmente o comprimento do óleo é ≥ 65%; em outra realização, o comprimento do óleo encontra-se entre 60 e 70%, preferencialmente entre 64 e 68%.
[0037] Em outro aspecto, o peso molecular médio numérico (Mn) do alquídico na pasta de pigmento da invenção encontra-se entre 2000 e 3500 Da, em uma realização entre 2500 e 3000 Da, em outra realização entre 2750 e 3000 Da. O Mn e o peso molecular médio em peso (Mw) podem ser determinados usando-se GPC, conforme definido em outra parte do presente documento. Ainda em outro aspecto, o peso molecular médio em peso (Mw) do alquídico na pasta de pigmento da invenção encontra-se entre 4000 e 10.,000 Da, em uma realização entre 5000 e 10.,000 Da, em outra realização 5000 e 8000 Da, preferencialmente entre 6000 e 7000 Da. Ainda em outro aspecto, a proporção de Mw/Mn do alquídico na pasta de pigmento da invenção encontra-se entre 1 e 3, preferencialmente entre 2 e 3, mais preferencialmente entre 2,0 e 2,6.
[0038] Ainda em outro aspecto, o Mn do alquídico OH-funcional obtido a partir de um ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido; em que o ácido graxo compreende mais de 52% em peso do ácido oleico – conforme produzido durante o processo de produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção – está entre 2000 e 3500, em uma realização entre 2700 e 3000 Da. O peso molecular médio em peso (Mw) do alquídico OH-funcional está entre 5000 e
10.,000, em uma realização entre 5000 e 8000 Da. Ainda em outro aspecto, a proporção de Mw/Mn do alquídico OH-funcional está entre 1 e 3, preferencialmente entre 2 e 3.
[0039] Em uma realização, o alquídico na pasta de pigmento da invenção não compreende ácido benzoico; em outra realização, o alquídico na pasta de pigmento da invenção não foi modificado, por exemplo, não foi esterificado pelo ácido benzoico.
[0040] Em um aspecto, o alquídico na pasta de pigmento da invenção possui um Tg de ≤ -10C, preferencialmente ≤ -30C, mais preferencialmente entre -45 e -55C. Em uma realização, o Tg é determinado usando-se DSC, por exemplo, usando o método conforme descrito por Duce et al (Polymer Degradation and Stability [Degradação e Estabilidade do Polímero] 105 (2014) pp 48-58), em particular o parágrafo
2.3. Equipment and measurements [Equipamentos e medições], o qual é incorporado por referência.
[0041] “Valor ácido” é aqui definido como o número de miligramas de hidróxido de potássio necessário para neutralizar um grama do polímero sob as condições especificadas abaixo (definição IUPAC). Determinou-se usando uma solução de hidróxido de potássio padrão (0,1 N) em metanol e um porcento de fenolftaleína em etanol (95 porcento) como indicador. Prepara-se uma mistura de etanol— tolueno ao misturar volumes iguais de etanol (95 porcento) e tolueno e neutralizando com uma solução de hidróxido de potássio metanólico (0,1 N) na presença de fenolftaleína como indicador. Dissolvem-se 1-2 g da amostra em 50 mL da mistura de etanol—tolueno. A solução é titulada com solução de hidróxido de potássio metanólico na presença de fenolftaleína como indicador. O valor ácido é calculado da seguinte forma:
[0042] Valor ácido = 56,1 aN/p.
[0043] Em que a = mL da solução de hidróxido de potássio metanólico
[0044] N = normalidade da solução de hidróxido de potássio metanólico
[0045] p = peso da amostra em g (vide, Métodos recomendados para a análise de resinas alquídicas por IUPAC: https://www.iupac.org/ na subpágina publicações/pac- 2007/1973/pdf/3302x0411.pdf.)
[0046] Em um aspecto, o valor ácido do alquídico OH-funcional – conforme produzido durante o processo de produção do alquídico na pasta de pigmento da invenção) – encontra-se entre 10 e 25 mg KOH/g, em uma realização entre 12 e 17 mg KOH/g, preferencialmente entre 13,5 e 16 mg KOH/g. O valor ácido do alquídico encontra-se entre 15 e 30 mg KOH/g, em uma realização entre 16 e 25 mg KOH/g ou ainda entre 18 e 22 mg KOH/g. Em outra realização, o valor ácido do alquídico OH-funcional encontra-se entre 12 e 17 mg KOH/g e o valor ácido do alquídico encontra-se entre 16 e 25 mg KOH/g.
[0047] O alquídico ou na pasta de pigmento da invenção) pode ser dissolvido em um meio líquido. Compreende- se que um meio líquido, conforme aqui mencionado, é um meio que é preferencialmente líquido a 298 K. Em um aspecto, tal composição compreende entre 50 e 90% em peso, ou entre 70 e 80% em peso, preferencialmente entre 75 e 85% em peso do alquídico. Os solventes adequados para o alquídico são hidrocarbonetos alifáticos, por exemplo, hidrocarbonetos alifáticos compreendendo predominantemente parafinas e naftenos C10- C12. A viscosidade destas composições pode variar mediante o tipo do meio líquido usado. Em uma realização, a viscosidade a 25C encontra-se entre 0,05 e 10 Pa·s, conforme determinado de acordo com o método definido em outra parte do presente documento, e a uma taxa de cisalhamento de 10 s-1, (23C), medida de acordo com a ISO3219; preferencialmente entre 0,1 e 5 Pa s, mais preferencialmente entre 0,2 e 2 Pa s.
[0048] As soluções do alquídico podem ser usadas para preparar pastas de cores. Em uma realização, uma solução do alquídico possui uma cor ≤ 8, conforme determinado usado a escala de cores de Gardner, como especificado em ASTM D1544.
[0049] A invenção se refere a uma pasta de pigmento, ou seja, uma pasta de coloração, compreendendo o alquídico, conforme aqui definido. Em uma realização, esta pasta de pigmento compreende mais de 10% em peso do alquídico, por exemplo, mais de 15% em peso, 20% em peso, 25% em peso ou ainda mais de 30% em peso. Em outra realização, a pasta de pigmento compreende mais de 35% em peso ou ainda mais de 40% em peso do alquídico. Em outro aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo pelo menos 50% em peso do alquídico. Ainda em outro aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo pelo menos 60% em peso do alquídico, por exemplo, pelo menos 70% em peso, 80% em peso ou ainda pelo menos 90% em peso.
[0050] A invenção se refere a uma pasta de pigmento, ou seja, uma pasta de coloração, compreendendo o alquídico, conforme aqui definido e compreendendo ainda um ou mais pigmentos à base de metal. Os pigmentos à base de metal são bem conhecidos na técnica e incluem pigmentos de cádmio: cádmio amarelo, cádmio vermelho, cádmio verde, cádmio laranja, sulfoselenida de cádmio; Pigmentos de cromo: cromo amarelo e cromo verde/viridiano; Pigmentos de cobalto: cobalto violeta, cobalto azul, azul cerúleo, aureolina
(cobalto amarelo); Pigmentos de cobre: Azurita, Han púrpura, Han azul, azul egípcio, malaquita, verde Paris, Azul de Ftalocianina BN, Verde de Ftalocianina G, Verdigris; Pigmentos de óxido de ferro: sanguíneo, cardinal roxo, vermelho óxido, vermelho ocre, vermelho veneziano, azul prussiano; Pigmento de chumbo: chumbo branco, branco cremnitz, amarelo Nápoles, vermelho chumbo, chumbo estanho- amarelo; Pigmentos de manganês: violeta de manganês; Pigmentos de mercúrio: vermelhão; Pigmentos de titânio: amarelo de titânio, bege de titânio, branco de titânio, preto de titânio; Pigmentos de zinco: branco de zinco, ferrita de zinco, amarelo de zinco.
[0051] Em uma realização, a pasta de pigmento, ou seja, uma pasta de coloração, compreendendo o alquídico conforme aqui definido e compreendendo ainda um ou mais pigmentos à base de metal compreende pelo menos 1% em peso de pigmento à base de metal e mais de 10% em peso do alquídico da invenção, por exemplo, mais de 15% em peso, 20% em peso, 25% em peso ou ainda mais de 30% em peso. Em outra realização, a pasta de pigmento compreende mais de 35% em peso ou ainda mais de 40% em peso do alquídico. Em outro aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo pelo menos 25% em peso do alquídico e compreendendo ainda pelo menos 2% em peso de um pigmento à base de metal. Ainda em outro aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo pelo menos 2% em peso de um pigmento à base de metal e compreendendo ainda pelo menos 30% em peso do alquídico da invenção, por exemplo, pelo menos 40% em peso.
[0052] Óxidos de ferro, atrás de dióxido de titânio e negro de fumo, são os pigmentos mais amplamente usado no mundo. Sua variedade de cores (vermelho, amarelo, preto, marrom) e excelente relação de desempenho/custo os tornam adequados para diversas aplicações diferentes. Os pigmentos de óxido de ferro incluem, entre outros, óxido de ferro amarelo: óxido férrico hidratado, óxido de ferro hidratado (III); óxido de ferro vermelho: sesquióxido de ferro, óxido férrico anidro, óxido de ferro anidro (III); óxido de ferro preto: óxido férrico ferroso, óxido de ferro (II, III); Número de óxido de ferro amarelo C.A.S.: 51274-00- 1; Número de óxido de ferro vermelho C.A.S.: 1309-37-1; Número de óxido de ferro preto C.A.S.: 1317-61-9. Estes pigmentos são comercialmente disponibilizados, por exemplo, por Bayferrox, Nubiola, Huntsman, ou Ferro, entre outros.
[0053] Os pigmentos de óxido de ferro podem ser sintéticos ou naturais. Podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de ferro amarelo, óxido de ferro laranja, óxido de ferro vermelho, óxido de ferro marrom e óxido de ferro preto, ou misturas destes. Os pigmentos de óxido de ferro preferidos são selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de ferro vermelho, óxido de ferro amarelo e óxido de ferro marrom, ou misturas destes. Em uma realização, os pigmentos de óxido de ferro são pigmentos de óxido de ferro amarelo ou vermelho.
[0054] Os pigmentos de óxido de ferro que possuem um tamanho médio de partícula inferior a 0,1 mícron são considerados transparentes, porque podem transmitir luz visível. Em outras palavras, o "pigmento transparente" é o pigmento que apresenta a maioria das partículas menor que o comprimento de onda de luz. Os pigmentos de óxido de ferro que possuem um tamanho médio de partícula maior que 0,1 mícrons e que não podem transmitir luz são considerados opacos. Em uma realização, os pigmentos transparentes de óxido de ferro são pigmentos de óxido de ferro amarelo ou vermelhos, ou misturas destes. Em uma realização, as partículas de óxido de ferro transparente são de natureza aciculares com dimensões inferiores a 20 nanômetros de largura por menos de 150 nanômetros de comprimento (Paints and Revestimentos Industry, Using Transparent Iron Oxide Pigments in Wood Finish Applications October 23, 2000 disponível em https://www.pcimag.com/ na subpágina artigos/86750-using-transparent-iron-oxide-pigments-in-wood- finish-applications). As partículas de óxido de ferro transparentes estão comercialmente disponíveis, por exemplo, na BASF ou Huntsman.
[0055] A invenção se refere a uma pasta de coloração (ou seja, pasta de pigmento) compreendendo o alquídico, conforme aqui definido, compreendendo ainda um ou mais pigmentos de óxido de ferro. Em uma realização, esta pasta de pigmento compreende mais de 10% em peso do alquídico da invenção, por exemplo, mais de 15% em peso, 20% em peso, 25% em peso ou ainda mais de 30% em peso. Em outra realização, a pasta de pigmento compreende mais de 35% em peso ou ainda mais de 40% em peso do alquídico. Em outro aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo pelo menos 50% em peso do alquídico. Ainda em outro aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo pelo menos 60% em peso do alquídico, por exemplo, pelo menos 70% em peso, 80% em peso ou ainda pelo menos 90% em peso. Preferencialmente, o um ou mais pigmentos de óxido de ferro são selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de ferro amarelo, óxido de ferro laranja, óxido de ferro vermelho, óxido de ferro marrom e óxido de ferro preto, ou misturas destes. Os pigmentos de óxido de ferro amarelo, laranja e vermelho, ou misturas destes, são mais preferidos. Estes pigmentos de óxido de ferro podem ser transparentes ou, alternativamente, opacos.
[0056] Em um aspecto, o um ou mais pigmentos de óxido de ferro na pasta de pigmento da invenção são pigmentos de óxido de ferro transparentes. Assim, em um aspecto, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo o alquídico, conforme aqui definido, e compreendendo ainda um ou mais pigmentos de óxido de ferro transparentes. Alternativamente, em uma realização, a invenção se refere a uma pasta de pigmento compreendendo uma solução do alquídico conforme aqui definido e compreendendo ainda um ou mais pigmentos de óxido de ferro transparentes.
[0057] Portanto, em um aspecto, a invenção se refere a uma pasta de coloração compreendendo o alquídico, conforme aqui, definido e compreendendo ainda 20 a 40% em peso de pigmentos de óxido de ferro transparente; em um aspecto, os pigmentos de óxido de ferro são pigmentos de óxido de ferro vermelhos ou amarelos transparentes, ou misturas destes.
[0058] A pasta de pigmento da invenção é à base de solvente (ou seja, à base de solvente orgânico).
[0059] Em outro aspecto, a viscosidade da pasta de pigmento da invenção não aumenta em mais de 10% quando exposta ao ar por 2 meses ou mais, (preferencialmente 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 20, 24 meses).
[0060] Ainda em outro aspecto, a viscosidade da pasta de pigmento da invenção compreendendo pigmentos de óxido de ferro transparentes não aumenta em mais de 10% quando exposta ao ar por 2 meses ou mais, (preferencialmente 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 20, 24 meses).
[0061] A pasta de pigmento, conforme aqui descrita, pode ser usada para fabricar uma composição de revestimento, por exemplo, um revestimento arquitetônico ou de acabamento. Em um aspecto, a invenção se refere a um revestimento compreendendo a pasta de pigmento da invenção.
[0062] A pasta de pigmento pode ser preparada por um processo que compreende a etapa de mistura ou dispersão de um pigmento no alquídico, conforme aqui definido. O pigmento é pode ser misturado ou disperso em uma solução compreendendo o alquídico. Preferencialmente, o pigmento é um pigmento de óxido de ferro, ou uma mistura de um ou mais pigmentos de óxido de ferro, conforme aqui definido.
[0063] O alquídico pode ser preparado usando-se métodos conhecidos na técnica de bioquímica para preparação de alquídico. O alquídico pode ser produzido por um processo compreendendo as etapas de: a. produção de um alquídico OH-funcional a partir de um óleo não secante ou ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido; em que o óleo não secante ou ácido graxo possui um valor de iodo ≤ 115; b. esterificação do alquídico OH-funcional da etapa a) com anidrido trimelítico (TMA) a uma temperatura ≤ 220C; preferencialmente entre 100 e 200°C ou entre 100°C e 180°C, mais preferencialmente entre 100 e 150°C;
opcionalmente em que, na etapa a), a água seja removida de forma azeotrópica.
[0064] Compreende-se que a etapa a) – a preparação de um alquídico OH-funcional – do processo para produzir o alquídico pode ser realizada em um ou dois estágios. No processo de 2 estágios, o ácido graxo e o um ou mais polióis são reagidos para produzir o produto intermediário 1. Por exemplo, aquecendo-se em uma atmosfera inerte a uma temperatura de aproximadamente 200C durante 1 hora. No segundo estágio, o alquídico OH-funcional é preparado pela reação do produto intermediário 1 com o anidrido (por exemplo, adição do anidrido ao produto intermediário 1 e aquecimento a aproximadamente 230C enquanto remove-se a água de forma azeotrópica, até o valor ácido desejado ter sido atingido). Neste processo de 2 estágio, parte da quantidade total de um ou mais polióis pode ser adicionada ao segundo estágio.
[0065] Na reação de um estágio, todo o ácido graxo, o um ou mais polióis e o anidrido são reagidos a aproximadamente 230°C enquanto remove-se a água de forma azeotrópica, até o valor ácido desejado ter sido atingido.
[0066] O grupo do anidrido de TMA é mais reativo que o grupo do ácido carboxílico em TMA. Portanto, mantendo- se a temperatura ≤ 220C durante a etapa b), - esterificação do alquídico OH-funcional – apenas a função de anidrido de TMA reagirá com o grupo hidroxila livre do alquídico OH- funcional. Além disso, a temperaturas mais elevadas o segundo e/ou terceiro grupo de ácido carboxílico de TMA reagirá com a hidroxila livre do alquídico OH-funcional. Para se obter a funcionalidade desejada no alquídico, a maioria dos resíduos de TMA deve apresentar 2 grupos de ácido carboxílicos livres, por exemplo, mais de 75% dos resíduos de TMA, como mais de 85%, 90%, 95% ou ainda mais de 98% dos resíduos de TMA devem possuir 2 grupos de ácido carboxílico livres. Isto pode ser monitorado ao comparar o Mn ou Mw do alquídico obtido na etapa b) com o Mn ou Mw do alquídico OH-funcional, respectivamente. Quando, em adição ao grupo anidrido, um grupo de ácido carboxílico de um resíduo de TMA reagiu a um grupo OH do alquídico OH-funcional, isto resultará em duplicação de Mn ou Mw do alquídico obtido na etapa b) quando comparado ao alquídico OH-funcional. Em uma realização da invenção, o Mn do alquídico obtido na etapa b) é igual ao {Mn do alquídico OH-funcional, como obtido na etapa a), + peso molecular de TMA}. Em outra realização da invenção, o Mw do alquídico obtido na etapa b) é igual ao {Mw do alquídico OH- funcional, como obtido na a), + peso molecular de TMA}.
[0067] Em uma realização, na etapa a) do processo para fabricar o alquídico, o um ou mais polióis são selecionados a partir do grupo que consiste em glicerol, trimetilol propano (TMP) e pentaeritritol, preferencialmente em que o um ou mais polióis são glicerol e pentaeritritol.
[0068] Em outra realização, na etapa a) do processo para fabricar o alquídico, o primeiro anidrido é anidrido ftálico ou anidrido hexahidroftálico, preferencialmente anidrido hexahidroftálico.
[0069] Ainda em outra realização, na etapa a) do processo para fabricar o alquídico, o um ou mais polióis são glicerol e pentaeritritol; e o primeiro anidrido é anidrido hexahidroftálico. Definições
[0070] Gelificação de pasta de pigmento é definida pelo presente como um aumento na viscosidade de uma pasta de pigmento até que a pasta se comporte como um sólido (não flua). Quando a viscosidade está muito elevada, é difícil ou impossível misturar (ou dispersar) a pasta de pigmento em uma tinta base, obtendo um tinta uniformemente colorida. A gelificação extrema pode resultar na formação de grandes pedaços de material muito rígido na pasta de pigmento, o que torna a pasta de pigmento inadequada para uso em sistemas de afinação de cor.
[0071] A pasta de pigmento é aqui definida como um portador de pigmentos. Significa uma dispersão coloidal concentrada de partículas coloridas revestidas ou não revestidas em um meio contínuo, opcionalmente estabilizada usando um dispersante. O meio contínuo sendo um alquídico dissolvido em um solvente orgânico. Uma pasta de pigmento pode ser, por exemplo, adicionada uma tinta base (ou revestimento base) para ajuste da cor da tinta base.
[0072] Uma tinta base (ou revestimento base) é aqui definida como uma tinta (por exemplo, arquitetônica ou de acabamento) que pode ser colorida na cor desejada em um ponto de venda pela adição de quantidades específicas de pasta de pigmento. Uma tinta base pode ser, por exemplo, uma cor clara ou escura, preferencialmente é uma cor clara, por exemplo, branco.
[0073] Os Compostos Orgânicos Voláteis (VOC) são aqui definidos em conformidade com a DIRETRIZ 2004/42/CE e significam qualquer composto orgânico que possui um ponto de ebulição inicial inferior ou igual a 250°C medido a uma pressão padrão de 101,3 kPa.
[0074] Os pigmentos em pó apresentam a desvantagem de que podem ser difíceis de distribuir homogeneamente na massa (por exemplo, um revestimento base), serem difíceis de medir e o pó da cor contaminar facilmente o meio ambiente. Portanto, é examinado muito precocemente com os sistemas de aglutinante-solvente correspondentes para misturar os pigmentos de cor a concentrados de cor, que podem então ser muito mais facilmente agitados na base. Este concentrado é aqui denominado como pasta de pigmento. Uma pasta de pigmento pode ser dosada no volume e pode ser manipulada como líquido, o que pode facilitar o manuseio do pigmento em pó seco. Uma pasta de pigmento pode ser agitada em produtos (por exemplo, tinta base) da mesma composição aglutinante e solvente.
[0075] O número de iodo (ou "valor de adsorção de iodo" ou "valor de iodo" ou "índice de iodo") é aqui definido como a massa de iodo em gramas consumida por 100 gramas de uma substância química. Os valores de iodo geralmente são usados para determinar a quantidade de insaturação de óleos ou ácidos graxos. Os óleos, gorduras e ceras saturados não absorvem iodo; portanto, seu valor de iodo é zero; porém, óleos, gorduras e ceras insaturadas absorvem iodo. Os compostos insaturados contêm moléculas com ligações duplas ou triplas, que são muito reativas ao iodo. Quanto mais iodo é fixado, mais elevado é o valor de iodo, e quanto mais reativo, menos estável, suave e mais suscetível à oxidação é o óleo, gordura ou cera. O valor de iodo pode ser determinado usando-se métodos conhecidos na técnica, por exemplo, ISO 3961.
[0076] Mw e Mn podem ser medidos usando-se a
Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) ou Cromatografia de Exclusão por Tamanho (SEC) usando padrões de poliestireno empregando métodos conhecidos na técnica. Um parâmetro possível para o controle de viscosidade é o peso molecular médio numérico (Mn) do alquídico, que preferencialmente é superior a 1.500, mais preferencialmente entre 2.000 e 2.400 g/mol.
[0077] O comprimento do óleo tem influência na viscosidade. Portanto, prefere-se usar um alquídico que possui um comprimento de óleo de pelo menos 56, e preferencialmente abaixo de 84.
[0078] Os pigmentos incluem pigmentos inorgânicos, bem como orgânicos. Os exemplos de pigmentos inorgânicos incluem óxido de titânio, óxido de zinco, negro de fumo, óxido de ferro, vanadato de bismuto, siena ou úmbria bruta ou queimada, óxido de cromo verde, pigmentos de cádmio, pigmentos de cromo, etc. Os exemplos de pigmentos orgânicos incluem ftalocianinas, quinacridonas, quinoftalonas, antraquinonas, isoindolinas, pirantronas, indantronas, derivados de dioxazina, dicetopirrolopirrolas, azo-compostos, etc. Opcionalmente, podem-se adicionar pigmentos de carga, como argila, sílica, talco, mica, wollastonita, flor selvagem e similares.
[0079] Pode-se obter alto teor de pigmento nas pastas de pigmento, de acordo com a presente invenção, sem o uso de quantidades elevadas de solvente. Se são usados pigmentos inorgânicos, o teor de pigmento deve ser preferencialmente superior a 10% em peso ou, mais preferencialmente, ainda superior a 60% em peso. Se são usados pigmentos transparentes, por exemplo, óxidos de ferro transparentes, o teor de pigmento pode ser superior a 5% em peso, preferencialmente superior a 20% em peso ou ainda superior a 30%.
[0080] Se assim desejado, as pastas de pigmento de acordo com a invenção também podem compreender agentes antiespumantes, agentes fosqueantes, agentes antissedimentantes, agentes antidescamantes, como metil etil cetoxima e/ou outros aditivos adequados.
[0081] A pasta de pigmento da invenção pode ser usada em um método para afinação de cor de tinta ao selecionar uma tinta base a partir de um conjunto de tintas base e, subsequentemente, mistura da tinta base com uma ou mais das pastas de pigmento descritas acima. Embora na teoria seja possível misturas todas as cores usando uma única tinta base clara, geralmente também as tinta base brancas são usadas nos sistemas de afinação de cor para obter cores com poder de cobertura suficiente.
[0082] Podem-se usar diferentes graus de tintas base pigmentadas de branco, se assim desejado.
[0083] Geralmente, também utiliza-se um número limitado de tintas base pré-coloridas para potencializar o escopo das cores miscíveis com poder de cobertura suficiente. Também podem-se usar tintas base separadas para tintas com alto brilho ou acetinadas, se assim desejado.
[0084] “Média” refere-se aqui à média aritmética.
[0085] Neste documento e em suas reivindicações, o verbo “compreender” e suas conjugações são usados em seu sentido não limitante para significar que os itens após o termo sejam incluídos, mas os itens não especificamente mencionados não sejam excluídos. Além disso, a referência a um elemento pelo artigo definido “a/o” ou “as/os” não excluí a possibilidade de que mais de um do elemento esteja presente, a menos que o contexto exija de forma clara que exista um e apenas um dos elementos. O artigo indefinido “um(a)” ou “uns(umas)”, portanto, geralmente significa “pelo menos um(a)”. Exemplos
[0086] A invenção é ilustrada por meio dos exemplos não limitantes a seguir.
[0087] Método de preparação do alquídico
[0088] À base de óleo
[0089] A resina de alquídico à base de óleo foi sintetizada em dois estágios. O óleo foi carregado em um balão de fundo redondo com três gargalos equipado com um termômetro, agitador mecânico, condensador, separador Dean- Stark e uma entrada para nitrogênio. O óleo foi aquecido a 200C. Adicionaram-se os polióis como um reagente e carbonato de cálcio (catalisador, óleo até 0,8%). Após a adição, o óleo foi aquecido a 240°C. Foram coletadas pequenas amostras e diluídas em metanol anidro. Se a solução resultante fosse clara em metanol, concluía-se que a etapa de alcoólise foi concluída. No segundo estágio, a mistura foi resfriada a 140°C e o anidrido/poliácido com xileno foi adicionado. A mistura de reação foi aquecida a 240°C e a reação foi seguida até o número ácido ser reduzido a 10 mg KOH/g.
[0090] À base de ácido graxo
[0091] A resina de alquídico à base de ácido graxo foi sintetizada em um estágio. O ácido graxo, poliol e anidrido/poliácido foram carregados em um balão de fundo redondo com três gargalos equipado com um termômetro, agitador mecânico, condensador, separador Dean-Stark e uma entrada para nitrogênio. A mistura de reação foi aquecida a 240°C. Adicionou-se xileno para remover a água de forma azeotrópica. A reação foi seguida até o número ácido ser reduzido ao nível desejado, ou seja, 10 mg KOH/g.
[0092] Determinação do valor ácido
[0093] Determinou-se o valor ácido em conformidade com a ISO 2114.
[0094] Determinação do valor ácido de piridina
[0095] A determinação do valor ácido de piridina foi usada para determinar o valor ácido do alquídico e de qualquer anidrido não reagido presente na amostra. Caso o valor do AV [valor ácido] de piridina seja igual ao AV normal, ou seja, (AV de piridina – AV “normal”) < 1 mg KOH/g, então nenhum anidrido residual está presente na amostra.
[0096] Dissolva aproximadamente 1,5 gramas da amostra em 50 mL de piridina/água (3:1 vol:vol). Aqueça a amostra a 80°C durante 1 hora. Resfrie em temperatura ambiente. Determine o valor ácido da amostra de acordo com a ISO 2114.
[0097] Método de Reologia Oscilatória
[0098] O método de reologia oscilatória é um teste de estabilidade acelerado que mede o aumento de viscosidade. O protocolo permite um levantamento de uma pasta de pigmento para secagem, após o qual mede-se a viscosidade oscilada.
[0099] Realizou-se o levantamento da pasta de pigmento em uma Tabela de Opacidade BYK PA-2857 usando um revestidor K-Control com barra de aplicação s1.0. Deixou-se o filme secar durante 3 dias a 23°C.
[00100] Após secagem, a tabela foi colocada em um espaço reservado de um Paar Physica MCR300, que foi equipado com placa PP12.5 (geometria entre placas com um diâmetro de 12,5 mm). A diferença foi ajustada para 20 µm. A viscosidade oscilada foi medida a 1 grau a uma frequência de 10 s-1.
[00101] Determinação do valor de iodo
[00102] O valor de iodo (comumente conhecido como IV) de gorduras e óleos animais e vegetais foi determinado de acordo com a ISO 3961
[00103] Tempo de secagem até a superfície secar a 23°C
[00104] Os tempos de secagem foram determinados por secagem BK em um gravador BK ou de secagem (espessura do filme úmido de 90 μm; ASTM D5895-96). Após a aplicação do filme sobre uma lâmina de vidro (gravador B.K.: 69 x 2,5 cm), uma agulha vertical sem ponta, pressionada por uma carga de 5 g, é colocada no filme recém aplicado e então arrastada pela tinta de secagem em uma direção paralela às bordas da lâmina.
[00105] As três etapas de secagem BK no experimento foram as seguintes: i) a tinta (úmida) 15 flui em conjunto (nivelação); b) a tinta começou a polimerizar, mas uma linha deixada pela agulha é visível ou rastreável (traço base); e c) secagem foi realizada suficientemente para que o filme da tinta não seja deslocado pela agulha (o assim denominado "tempo de secagem de superfície").
[00106] Preparação da pasta de pigmento
[00107] As pastas de pigmento foram preparadas por dispersão do pigmento desejado (por exemplo, pigmento de óxido de ferro) (25 a 35% em peso) em uma solução do alquídico (50 a 60% em peso) em Shellsol D60 (10 a 15% em peso) com um agente antidescamante (0 a 1% em peso). As quantidades em % em peso dos componentes individuais devem somar 100%.
[00108] Composto de referência 1
[00109] Os corantes vermelho e amarelo existentes compreendendo pigmentos de óxido de ferro com base no Alquídico comparativo 1 são conhecidos. Um problema com estes corantes é gelificação do corante branco armazenado nas latas de máquina de mistura. Esta gelificação causa a formação de partículas sólidas na lata, que torna o corante inadequado para a coloração de uma tinta base.
[00110] O Composto de referência 1 é um composto de propriedade da AkzoNobel, que é um alquídico de óleo longo (comprimento do óleo = 65%). Baseia-se em um óleo específico (óleo 1), um anidrido, 2 polióis diferentes e sintetizados por policondensação em refluxo de xileno azeotrópico. A composição do Alquídico comparativo 1 é descrita abaixo.
[00111] O óleo/ácido graxo usado nesta preparação (óleo 1) possui a seguinte composição de ácido graxo: aproximadamente 3% de C16:0 + C17:0 + C18:0 + C20:0, aproximadamente 27% de C18:1 (ácido oleico), aproximadamente 60 a 65 % de C18:2 + C18:3 + C20:3, restante de ácidos graxos não identificados. O valor de iodo do óleo foi 154 g I2/100 g.
[00112] Substituição do óleo 1 por Ácido Oleico
[00113] O óleo 1 no composto comparativo 1 foi substituído por ácido oleico (OA). Para determinar o efeito da quantidade de ácido oleico, a proporção de óleo 1:OA foi alterada de 100:0 para 0:100; em que Nouracid® HE1885 foi usado como fonte de OA. A quantidade dos demais componentes no composto comparativo 1 não foi alterada: Composição Número do composto de referência (% em 1 2 3 4 5 peso) Óleo 1 58,2 43,6 29,1 14,6 0 Nouracid® 0 14,6 29,1 43,6 58,2 HE1885* Poliol 1 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 Poliol 2 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 Anidrido 23,4 23,4 23,4 23,4 23,4 Óleo 1:OA 100:0 75:25 50:50 25:75 0:100 Valor de 154 138 122 106 90 iodo *Nouracid® HE1885 do fornecedor Oleon compreendendo 80 a 90% em peso de ácido oleico (OA), valor de iodo 85 a 95 g I2/100 g
[00114] Os compostos de referência 2 a 5 foram preparados seguindo o mesmo procedimento descrito para o composto de referência 1 aqui acima.
[00115] Pasta de pigmento
[00116] Preparou-se uma pasta de pigmento compreendendo pigmentos de óxido de ferro dos compostos de referência 1 a 5. A pasta de pigmento preparada a partir do composto de referência 1 foi preparada duas vezes, uma vez com e uma vez sem antioxidante. A pasta de pigmento foi preparada de acordo com o protocolo listado acima com quantidades idênticas dos diferentes componentes.
[00117] A gelificação das pastas de pigmento 1 a 5 foi determinada usando a Reologia Oscilatória (ou seja, viscosidade), usando o método conforme descrito acima. Os resultados de gelificação medidas são mostrados abaixo: Composto de Reologia Oscilatória (kPa·s) referência
Composto de Reologia Oscilatória (kPa·s) referência 1 * 28,0 1 + antioxidante 4,0 2 * 12,1 3 * 7,5 4 * 20 5 * 1,2 *sem antioxidante.
[00118] O teste de gelificação acelerada mostrou que a substituição do óleo 1 por OA levou ao menor aumento de viscosidade. A pasta de pigmento contendo a resina com 75% de Nouracid® HE1885 mostrou um menor aumento na viscosidade que a pasta contendo o composto de referência 1 com antioxidante. A curva ajustada através dos resultados dos compostos de referência 1 a 5 indicou que pelo menos 65 a 70% de Nouracid® HE1885 foram necessários para se obter o mesmo comportamento de gelificação do composto de referência 1 com antioxidante, como é ilustrado na Figura 1. Isto corresponde a um valor de iodo de ≤ 115 g I2/100g. A adição de antioxidante a compostos de referência 2 a 5 pode melhorar ainda a estabilidade da pasta de pigmento.
[00119] As pastas de pigmento preparadas de um alquídico, em que o alquídico foi preparado a partir de um óleo não secante ou ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido, em que o óleo não secante ou ácido graxo possui um valor de iodo ≤ 115 (ou seja, um alquídico de acordo com a invenção), a pasta de pigmento compreendendo ainda pigmentos de óxido de ferro, mostrou um aumento na determinação de viscosidade acelerada (Reologia Oscilatória) similar ou inferior a 4 kPa·s; em outras palavras, igual ou inferior ao de uma pasta de pigmento preparada a partir do composto de referência 1 com antioxidante. Preferencialmente, o nível de antioxidante foi mantido o mais baixo possível para prevenir o retardamento da secagem da tinta final.
[00120] Preparou-se uma pasta de pigmento a partir de uma resina de alquídico em que 100% do óleo não secante ou ácido graxo possui um valor de iodo de 85 a 95 g I2/100 g de óleo ou ácido graxo, esta pasta não mostrou aumento significativo na viscosidade.
[00121] Além disso, determinou-se a ausência de reticulante oxidativo pela medição do peso molecular da pasta de pigmento ao longo do tempo durante exposição ao ar. As resinas de alquídico em que 100% do óleo não secante ou ácido graxo foram ácido oleico (OA) mostraram menos de 10% em peso de aumento após 11 dias. Uma pasta de pigmento preparada a partir deste alquídico mostrou menos de 50% de aumento do peso molecular (conforme determinado usando Cromatografia de Desempenho em Gel) quando exposta ao ar durante 11 dias (de 7,5 kDa para 10 kDa; ou seja, aproximadamente 33%). A repetição destes experimentos de oxidação em condições inertes (exposição a atmosfera de N2 em vez de ar) não mostrou aumento no peso molecular.
[00122] O comportamento de secagem de uma tinta preparada a partir de uma tinta base e uma pasta de pigmento preparada a partir de uma resina de alquídico em que 100% do óleo não secante e ácido graxo é ácido oleico (OA), ou seja, 100% de Nouracid® HE1885, foi testado usando o teste de Secagem BK. Este teste revelou que a substituição do óleo 1 por OA não apresentou efeito sobre o tempo de secagem (término da fase 3) quando realizado a 23 ou 10C.
[00123] Substituição do óleo 1 por outros ácidos graxos
[00124] Diversos ácidos graxos menos reativos foram comparados entre si. As composições dos ácidos graxos testados são apresentadas na tabela abaixo: Ácido Ácido oleico Ácido Ácido graxo isoesteárico láurico Nome Nouracid Radiacid Radiacid comercia HE1885 0907 0624 l Forneced Oleon Oleon Oleon or C6 0,2 % C8 4,2 % C10 5,1 % C12 52,7 % ≤ C14 0 a 2 % C14 17,8 % < C16 1,5 % C16 0 a 6 7 8,7 % C18 0 a 7 3 1,0 % C18:1 80 a 90 1 8,8 % C18:2 0 a 10 1,3 % C18:3 0 a 1 % C16-18 87 % ramifica do C18 0,2 % Lactona C20 0,3 % ≥ C20 0 a 2 % Outros 0,2 % Valor de 85 a 95 6 10,3 gI2/10 iodo 0g
[00125] A medição de gelificação/viscosidade e experimentos de secagem com os alquídicos feitos de ácido isoesteárico (Radiacid 090715) ou ácido láurico (Radiacid 062416) mostraram que as pastas de pigmento baseadas nestes ácidos graxos tiveram desempenho pior que aqueles baseadas em ácido oleico. A viscosidade das pastas de pigmento baseadas em alquídico à base de ácido isoesteárico ou alquídico à base de ácido láurico foi maior em comparação ao ácido oleico. As pastas de pigmento baseadas em alquídico à base de ácido isoesteárico ou alquídico à base de ácido láurico exigiram mais solvente para reduzir a viscosidade. De forma adequada, as pastas de pigmento baseadas em ácido oleico são mais preferidas. Este experimento mostrou que não apenas um ácido graxo menos reativo solucionou o problema de aumento de viscosidade/gelificação.
[00126] Estabilidade em longo prazo de uma pasta de pigmento baseada no Composto de referência 5.
[00127] As amostras da pasta de pigmento baseada no composto de referência 5 mostraram um aumento significativo de viscosidade e mudança de cor durante os testes de estabilidade a 50°C. Esta instabilidade não poderia ter sido causada pela reticulação oxidativa, porque o Composto de referência 5 não mostra reticulação oxidativa (vide acima). Além disso, os testes de estabilidade foram realizados em frascos fechados e altamente preenchidos, portanto, havia pouquíssimo oxigênio disponível.
[00128] Foram realizadas algumas medições de viscosidade e estas mostraram que as amostras eram fortemente pseudoplásticas. Isto significa que possuem uma viscosidade muito elevada em baixo cisalhamento, mas uma viscosidade muito menor em alto cisalhamento. Algumas amostras frescas também foram medidas e estas não mostraram comportamento pseudoplástico. O fato de que as amostras instáveis mostram comportamento pseudoplástico indicou que a estabilização do pigmento das pastas não foi muito boa. Também confirmou que não ocorreu reticulação oxidativa, porque então a viscosidade teria sido elevada em todas as taxas de cisalhamento, e não apenas em baixo cisalhamento.
[00129] Esterificação do Composto de referência 5
[00130] O composto de referência 5 (um alquídico) foi esterificado com diferentes anidridos para determinar a estabilidade da pasta de pigmento de uma pasta de pigmento preparada a partir do alquídico esterificado. Composto A Composto B Composto C Par Nome * peso (g) % em peso % em peso % em te peso (g) peso (g) peso A Composto 1240,70 99,1 1240,70 98,7 1240,70 98,5 de 8 1 6 referênc ia 5 ** B Anidrido 10,30 0,82 trimelít ico (TMA) Anidrido 16,2 1,29 ftálico (PA) Anidrido 16,8 1,34 hexahidr o- ftálico (HHPA) *TMA = Anidrido trimelítico, PA = Anidrido ftálico, HHPA = Anidrido hexahidroftálico (HHPA) **composto de referência 5 foi adicionado como uma solução com um teor sólido de 80,6%. A quantidade adicionada corresponde a 1000,0 g de resina sólida.
[00131] Os compostos A a C foram preparados pela adição da parte A a um balão equipado com um refrigerador, agitador e termopar, o ar no balão sendo substituído por nitrogênio atmosférico. A mistura de reação foi aquecida a 110C, seguido da adição da parte B e reação da mistura a
110C até todo anidrido ter reagido (AV de piridina – AV “normal”) < 1 mg KOH/g.
[00132] As pastas de pigmento foram preparadas a partir de resinas modificadas (compostos A, B e C) e estas pastas foram submetidas a testes de estabilidade a 50°C. Descobriu-se que a pasta contendo resina modificada de TMA (Composto A) apresentou estabilidade muito melhor que a pasta contendo o composto de referência 5. Ela mostrou menos aumento de viscosidade, menos mudança de cor e menos redução na transparência após o teste de estabilidade a 50°C, em comparação à pasta de referência baseada no composto de referência 5. As pastas contendo resinas modificadas de PA e HHPA não mostraram melhora significativa da estabilidade do corante. Isto indica que a simples introdução de mais ácido carboxílico não é o único mecanismo para melhorar a estabilidade.
[00133] A melhora com a resina modificada de TMA (Composto A) sobre uma pasta contendo o composto de referência 5 é claramente mostrada na Figura 2. A pasta contendo o composto de referência 5 mostrou forte pseudoplasticidade após 12 semanas a 50°C, enquanto a pasta contendo o composto A permaneceu Newtoniana, que é a propriedade desejada para uso em dispensadores de corante.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. PASTA DE PIGMENTO À BASE DE SOLVENTE, caracterizada por compreender um alquídico e um ou mais pigmentos de óxido de ferro, em que o alquídico é obtenível por um processo que compreende as etapas de: a. produção de um alquídico OH-funcional a partir de um óleo não secante ou ácido graxo, um ou mais polióis e um primeiro anidrido; em que o óleo não secante ou ácido graxo possui um valor de iodo ≤ 115; b. esterificação do alquídico OH-funcional com anidrido trimelítico (TMA) a uma temperatura ≤ 220°C para se obter um alquídico com resíduos de TMA esterificado, em que pelo menos 80% dos resíduos de TMA esterificado possuem dois grupos carboxílicos livres, preferencialmente em que pelo menos 85%, 90%, 95% ou ainda pelo menos 98% dos resíduos de TMA esterificados possuem dois grupos carboxílicos livres, em que o valor ácido do alquídico encontra-se entre 15 e 30 mg KOH/g, em que o valor de iodo é determinado de acordo com a ISO 3961 e o valor ácido é determinado de acordo com a ISO
2114.
2. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela esterificação do alquídico OH-funcional com anidrido trimelítico (TMA) ser a uma temperatura entre 100°C e 200°C, preferencialmente entre 100°C e 180°C, mais preferencialmente entre 100°C e 150°C.
3. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pela quantidade de ácido graxo com 18 átomos de carbono e duas ligações duplas (C18:2) e C18:3 no óleo não secante ou ácido graxo ser menor que 20% em peso; preferencialmente em que a quantidade de C18:2 e C18:3 no óleo não secante ou ácido graxo é menor que 5% em peso.
4. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela quantidade de ácidos graxos com menos de 16 átomos de carbono (< C16) no óleo não secante ou ácido graxo ser menor que 10% em peso, preferencialmente menor que 6% em peso; ou em que a quantidade de ácidos graxos sem insaturações (C16:0) e ácidos graxos com 16 átomos de carbono e uma insaturação (C16:1) no óleo não secante ou ácido é menor que 15% em peso; preferencialmente menor que 10% em peso.
5. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo valor de iodo do óleo não secante ou ácido graxo ser ≤ 100 e > 15 I2/100g.
6. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela quantidade de ácido graxo com 18 átomos de carbono e uma ligação dupla (C18:1) e ácido isoesteárico no óleo não secante ou ácido graxo ser ≥ 40% em peso.
7. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com a reivindicação 6, sendo o óleo não secante ou ácido graxo caracterizado por compreender mais de 52% em peso de ácido oleico.
8. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, sendo o um ou mais polióis caracterizados por compreender pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em glicerol e pentaeritritol e em que o primeiro anidrido compreende pelo menos um membro selecionado a partir do grupo que consiste em é anidrido ftálico ou e anidrido hexahidroftálico.
9. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo alquídico possuir um Peso Molecular Médio Numérico (Mn) entre 2000 e 3500 Da; ou em que o Peso Molecular Médio em Peso (Mw) encontra-se entre 5000 e 10,000 Da; e/ou em que a proporção Mw/Mn encontra-se entre 1 e 3, em que Mn e Mw são medidos usando-se Cromatografia de Permeação em Gel utilizando padrões de poliestireno.
10. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo valor ácido do alquídico OH-funcional encontrar-se entre 10 e 25 mg KOH/g, preferencialmente entre 12 e 17 mg KOH/g, mais preferencialmente entre 13,5 e 16 mg KOH/g.
11. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo valor ácido do alquídico encontrar-se entre 16 e 25 mg KOH/g, preferencialmente entre 18 e 22 mg KOH/g.
12. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, sendo a pasta de pigmento caracterizada por compreender pelo menos 15% em peso do alquídico, preferencialmente em que a pasta de pigmento compreende entre 50% em peso e 90% em peso do alquídico.
13. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelos pigmentos de óxido de ferro serem selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de ferro amarelo, óxido de ferro laranja, óxido de ferro vermelho, óxido de ferro marrom e óxido de ferro preto, ou misturas destes.
14. PASTA DE PIGMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelos pigmentos de óxido de ferro serem pigmentos de óxido de ferro transparente.
15. REVESTIMENTO, caracterizado por compreender a pasta de pigmento conforme definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 11.
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