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BR112019025509A2 - partículas revestidas e métodos para sua produção e uso - Google Patents

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BR112019025509A2
BR112019025509A2 BR112019025509-5A BR112019025509A BR112019025509A2 BR 112019025509 A2 BR112019025509 A2 BR 112019025509A2 BR 112019025509 A BR112019025509 A BR 112019025509A BR 112019025509 A2 BR112019025509 A2 BR 112019025509A2
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W.R. Grace & Co.-Conn
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Abstract

Trata-se de agentes de emaranhamento à base de sílica melhorados. Os agentes de emaranhamento são úteis na composição de revestimentos à base de água para fornecer propriedades excepcionais a um substrato à base de madeira. Filmes que resultam no substrato revestido fornecem, inesperadamente, resistência química melhorada, resistência ao estresse térmico, resistência climática e/ou clare-za de filme à superfície de um substrato de madeira. Métodos para produzir e usar os agentes de emaranhamento também são revelados.

Description

“PARTÍCULAS REVESTIDAS E MÉTODOS PARA SUA PRODUÇÃO E USO” Campo da invenção
[001]A presente invenção se refere a agentes de fosqueamento à base de sílica aprimorados. Em um aspecto, a presente invenção se refere a agentes de fosqueamen- to de sílica aprimorados para sistemas de revestimento à base de água. Em um outro aspecto, a invenção se refere a agentes de fosqueamento de sílica que compreendem sílica particulada revestida com uma cera ou polímeros orgânicos, composições de re- vestimento aquosas contendo os agentes de fosqueamento e métodos de preparo e uso das composições.
Antecedentes
[002]Agentes de fosqueamento à base de sílica são amplamente usados em formulações de revestimento e pintura para reduzir o brilho dos filmes revestidos. Em formulações de revestimento à base de solvente ou 100% sólidas curáveis por UV, altos níveis de sílica são necessários para uma redução de brilho e fosqueamento efi- cazes. Por outro lado, a alta concentração de sílica hidrofílica pode causar alterações nas propriedades reológicas da laca à base de solvente e pode geralmente ter pro- blemas de dispersibilidade e de decantação. Para resolver estes problemas, tipica- mente a técnica anterior é direcionada para tratar a superfície de sílica particulada pa- ra tornar a superfície da mesma hidrofóbica e, dessa forma, mais compatível com os sistemas solventes e orgânicos nas formulações. Para esta finalidade, sílicas revesti- das com cera e/ou polímero têm sido frequentemente usadas.
[003]O documento de patente US6039798 revela um agente de fosquea- mento de sílica revestida com cera, em que a sílica é uma sílica amorfa tendo um volume de poros de pelo menos 1,5 cm3/g, de preferência ao menos 1,8 cm3/g. O revestimento de cera está presente na faixa de 6% a 15%, em peso, do agente de fosqueamento e compreende uma cera de polietileno sintética.
[004]O documento de patente EP0759959 revela um agente de fosqueamento de sílica revestida com cera em que a sílica é uma sílica amorfa tendo uma distribuição de tamanho de poro sendo que 90% dos poros têm um diâmetro acima de 15 nanôme- tros, e menos de 20% do volume de poros estão em poros com um diâmetro de poro entre 10 e 30 nanômetros, o revestimento de cera estando presente na faixa de cerca de 2% a cerca de 15%, em peso, do agente de fosqueamento e compreendendo uma cera microcristalina dura, uma cera microcristalina plastificante, uma cera de polietileno sintética ou uma mistura das mesmas.
[005]O documento de patente US20050065268 revela um agente de fos- queamento de sílica que compreende sílica amorfa particulada, sendo que as par- tículas de sílica foram tratadas com uma cera de poliolefina hidrofílica.
[006]O documento de patente US6921781 revela o revestimento de ao me- nos uma porção de uma superfície de ao menos uma partícula de sílica com ao menos uma cera, sendo que o revestimento é executado em ao menos um gás a uma temperatura acima do ponto de fusão da cera e abaixo da temperatura de de- composição da cera. O teor de cera é definido como 2 a 15% em peso de sílica.
[007]O documento de patente US7303624 revela que uma sílica estrutu- ralmente revestida pode ser preparada por aspersão e mistura de uma sílica piro- gênica com água e um agente de revestimento em um tanque misturador adequa- do, em seguida, a moagem e o condicionamento do produto.
[008]O documento de patente US8926748 revela um agente de fosquea- mento útil para a preparação de revestimentos fosqueados que compreendem parti- culados de óxido inorgânico; e cera aplicada como revestimento sobre os particula- dos de óxido inorgânico, sendo que a cera tem uma cristalinidade de cerca de 50% ou mais e a dita cera está presente em uma quantidade na faixa de 15%, em peso, a 30%, em peso, com base no peso total do dito agente de fosqueamento.
[009]O documento WO 1999051692 revela uma invenção relacionada a um agente de fosqueamento à base de dióxido de silício, sendo que as partículas de dióxido de silício têm um tamanho de partícula de 2,5 a 20 µm e um teor de umidade de 0 a 65%, em peso com base no agente de fosqueamento, e são revestidas com 0,2 a 10%, em peso, de um derivado de ureia-uretano ou uma mistura de derivados de ureia-uretano.
[010]Atualmente, as composições de revestimento à base de solvente são indesejáveis devido a preocupações ambientais e problemas de segurança e saú- de. Os regulamentos governamentais têm pressionado quanto à redução e elimi- nação de compostos orgânicos voláteis (VOC) nas formulações de tinta ou de re- vestimento e têm incentivado o uso de revestimentos substancialmente mais à ba- se de água.
[011]Vários tipos de agentes de fosqueamento têm sido usados em formu- lações à base de água, incluindo agentes de fosqueamento de sílica, agentes de fosqueamento orgânicos e blendas dos dois.
[012]Agentes de fosqueamento à base de sílica como Acematt® TS100, Syloid® C807 têm excelente eficiência de fosqueamento, e clareza do filme em formu- lações à base de água, mas tendem a ter resistência química e resistência a intempé- ries insatisfatórias, frequentemente apresentando branqueamento ou ficando turvos quando expostos a produtos químicos ou a condições climáticas variáveis. Os agentes de fosqueamento à base de sílica também tendem a ter uma resistência ao estresse térmico insatisfatória quando submetidos à rápida mudança de temperaturas. Sem ater- se a nenhuma teoria específica, uma falha adesiva na interface entre o agente de fos- queamento e o látex resultando em uma fissura que é uma dispersão eficaz da luz, além da falha adesiva causada por tensões devido à expansão (depois encolhimento) do filme durante a molhagem e secagem do filme e é agravada pelo encolhimento das partículas de fosqueamento durante a secagem, podem ser a causa dessas desvanta- gens dos agentes de fosqueamento de sílica na formulação de revestimento à base de água. Todas essas desvantagens são indesejáveis em aplicações de revestimento so- bre substratos de madeira.
[013]Agentes de fosqueamento orgânicos com base em orgânicos puros fo- ram também usados. Por exemplo, agentes de fosqueamento à base de resina de ureia-formaldeído como o Deuteron® MK, e Ceraflour® 920 são conhecidos. Entre- tanto, ambos os agentes de fosqueamento causam preocupações ambientais uma vez que podem liberar material de partida residual potencialmente tóxico, formaldeí- do. Um agente de fosqueamento à base de polietileno micronizado modificado Cera- flour® 929 também está disponível. Entretanto, este produto tem eficiência de fos- queamento insatisfatória quando comparado aos agentes de fosqueamento à base de sílica em formulações de revestimento. É fato conhecido também que os agentes de fosqueamento orgânicos têm clareza de filme insatisfatória quando comparados aos agentes de fosqueamento à base de sílica pura. Isto se deve, provavelmente, ao fato de que agentes de fosqueamento à base de sílica têm um índice reflexivo pró- ximo ao de outros componentes (por exemplo, aglutinantes) no filme revestido, en- quanto que a diferença no índice reflexivo dos agentes de fosqueamento à base de orgânicos e tais componentes é maior. Além disso, os agentes de fosqueamento orgânicos são tipicamente mais difíceis de produzir e mais caros também.
[014]A misturação de agentes de fosqueamento à base de sílica e agentes de fosqueamento à base de orgânicos foi também usada em sistemas à base de água pa- ra equilibrar as propriedades necessárias do filme de revestimento. Entretanto, isso cria uma complexidade adicional nos sistemas de formulação de revestimento ou de tinta já em si complexos.
[015]Consequentemente, ainda há uma necessidade de soluções simples para desenvolver agentes de fosqueamento que (i) sejam adequados ao uso em sistemas de revestimento aquoso, e que (ii) forneçam uma ou mais características desejadas, em um revestimento final, como, por exemplo, resistência química aprimorada, resistência ao estresse térmico melhorada, melhor resistência a in- tempéries e/ou clareza de filme aprimorada, em combinação com boa eficiência de fosqueamento.
Sumário
[016]A presente invenção atende à necessidade anteriormente mencionada na técnica pela descoberta do agente de fosqueamento à base de sílica aprimorado útil na composição de revestimento à base de água, e métodos de produção e uso das composições. As composições aquosas da presente invenção fornecem proprie- dades excepcionais à superfície revestida de um substrato à base de madeira. Por exemplo, o uso de composições de revestimento de acordo com a presente invenção pode fornecer inesperadamente um filme revestido tendo resistência química, resis- tência ao estresse térmico, resistência a intempéries e/ou clareza de filme aprimora- das à superfície de um substrato de madeira.
[017]Consequentemente, a presente invenção fornece agentes de fosquea- mento à base de sílica aprimorados que compreendem partículas de sílica que têm uma quantidade especificada de pelo menos um componente selecionado dentre (i) uma ou mais ceras, (ii) um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) na dita superfície de partícula.
[018]Inesperadamente, descobriu-se que determinadas propriedades, por exemplo resistência química, são aumentadas quando quantidades aumentadas de (i) ou (ii) ou (iii) são usadas para revestir as partículas de sílica. Em uma modalida- de desejada, o agente de fosqueamento à base de sílica aprimorado compreende mais que 30 por cento em peso (% em peso) de pelo menos um componente (i) a (iii). Em outras modalidades da invenção, o agente de fosqueamento à base de sílica compreende ao menos 40 por cento em peso (% em peso) de ao menos um componente (i) a (iii).
[019]Em algumas modalidades exemplificadoras, as composições de re-
vestimento aquosas compreendem partículas de sílica revestida que têm uma su- perfície de partícula; e de cerca de 40,0% em peso a cerca de 50,0% em peso (ou mais), com base em um peso total das partículas revestidas, de uma ou mais ce- ras, como uma cera de polietileno, na superfície da partícula. Em outras modalida- des exemplificadoras, as composições aquosas da presente invenção compreen- dem partículas de sílica porosa que têm uma superfície de partícula; e cerca de 45,0% em peso a cerca de 50,0% em peso (ou mais), com base em um peso total das partículas revestidas, de um ou mais polímeros, como um polidieno ou polidie- no vulcanizado, na superfície da partícula.
[020]A presente invenção também fornece composições ou formulações de revestimento aquosas que compreendem os agentes de fosqueamento à base de sílica aprimorados da invenção. Em algumas modalidades exemplificadoras, as composições de revestimento que compreendem partículas de sílica revestidas, de acordo com a presente invenção, exibem ao menos um dentre: (a) uma clareza de filme ΔL* menor que 7,0 unidades, (b) um dano causado por água de 24 h ΔL* me- nor que 5,0 unidades, (c) um dano causado por água/etanol 50/50 de 1 h ΔL* me- nor que 8,0 unidades e (d) um dano causado por água/etanol 50/50 de 4 h ΔL* menor que 16,0 unidades, todos medidos com o uso de um colorímetro Spectro- Guide 45/0 portátil e os métodos aqui descritos. Em algumas modalidades deseja- das, a composição de revestimento aquosa permite que a composição de revesti- mento exiba todos de: (a) uma clareza de filme ΔL* menor que 7,0 unidades, (b) um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 5,0 unidades, (c) um dano cau- sado por água/etanol 50/50 de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades e (d) um dano cau- sado por água/etanol 50/50 de 4 h ΔL* menor que 16,0 unidades, todos medidos com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil e os métodos aqui descri- tos.
[021]A presente invenção é adicionalmente direcionada a métodos de prepa-
ro dos agentes de fosqueamento à base de sílica revestida e ao método de prepara- ção de composições de revestimento aquosas que compreendem os agentes de fosqueamento da invenção. Em uma modalidade exemplificadora, a presente inven- ção também é direcionada a métodos de revestimento de um substrato com as composições de revestimento aquosas citadas. Em uma modalidade preferencial, o substrato é um substrato de madeira.
[022]Em outras modalidades, o método de uso das partículas revestidas aqui descritas compreende um método para melhorar a resistência química, a resistência ao estresse térmico, a resistência a intempéries, a clareza do filme, ou qualquer com- binação das mesmas, de uma composição de revestimento aplicada sobre um subs- trato de madeira (por exemplo, um substrato de madeira), sendo que o método com- preende incorporar as partículas revestidas aqui descritas na composição de revesti- mento antes de aplicar a composição de revestimento sobre o substrato. Inesperada- mente, as composições de revestimento aqui descritas fornecem proteção aprimorada a um determinado substrato de madeira, quando comparadas às composições de re- vestimento líquidas conhecidas, conforme medido com o uso de um colorímetro (por exemplo, um colorímetro portátil Spectro Guide 45/0).
[023]A presente invenção refere-se, ainda, a substratos revestidos com (i) as partículas revestidas aqui descritas ou (ii) as composições líquidas contendo as partículas revestidas aqui descritas. Em algumas modalidades exemplificadoras, o substrato compreende um substrato de madeira revestido com (i) as partículas re- vestidas aqui descritas ou (ii) as composições líquidas contendo as partículas re- vestidas aqui descritas.
[024]Essas e outras características e vantagens da presente invenção se- rão evidentes após uma revisão da seguinte descrição detalhada das modalidades reveladas e das reivindicações em anexo.
Descrição detalhada
[025]Para possibilitar a compreensão dos princípios da presente invenção, se- guem descrições de modalidades específicas da invenção e a terminologia específica usada para descrever as modalidades específicas. No entanto, deve-se compreender que não se pretende limitar o escopo da invenção com o uso de terminologia específica.
Alterações, outras modificações e outras aplicações dos princípios da presente inven- ção discutidos são contempladas como normalmente ocorreria aos versados na técnica à qual pertence a invenção.
[026]Deve-se observar que, conforme usadas na presente invenção e nas rei- vindicações em anexo, as formas singulares “um/uma”, “e”, e “o/a” incluem referentes no plural, salvo se o contexto claramente indicar o contrário. Dessa forma, por exemplo, a referência a “um óxido” inclui uma pluralidade destes óxidos e a referência a “óxido” inclui a referência a um ou mais óxidos e equivalentes destes conhecidos pelos versa- dos na técnica, e assim por diante.
[027]O termo “cerca de” que modifica, por exemplo, a quantidade de um ingre- diente em uma partícula revestida e/ou composição, concentrações, volumes, tempera- turas de processo, tempos de processo, recuperações ou rendimentos, taxas de fluxo e valores similares, e faixas destes, empregado na descrição das modalidades da revela- ção, refere-se à variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, por procedimentos típicos de medição e manuseio; por erro acidental nestes procedimen- tos; por diferenças nos ingredientes usados para realizar os métodos; e considerações próximas semelhantes. O termo “cerca de” também abrange quantidades que diferem devido ao envelhecimento de uma formulação com uma concentração ou mistura inicial específica, e quantidades que diferem devido à mistura ou processamento de uma for- mulação com uma concentração ou mistura inicial específica. Se modificadas pelo ter- mo “cerca de”, as reivindicações em anexo incluem os equivalentes.
[028]A presente invenção é direcionada para melhorar os agentes de fosque- amento à base de sílica que compreendem partículas de sílica tendo uma superfície de partícula; e mais que 30,0 por cento, em peso (%, em peso), com base em um pe- so total das partículas revestidas, de (i) uma ou mais ceras, (ii) um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) aplicados como revestimento na superfície da partícula. Tipicamente, (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) está presente na superfície da partícula em uma quantidade de até cerca de 40,0% em peso, com base no peso total das partículas revestidas, mas as partículas revestidas da presente invenção podem compreender qualquer quantidade de (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) até cerca de 50,0% em peso (ou mais), com base em um peso total das partículas revestidas. Em algumas modalidades exemplificadoras, as partículas revestidas compreendem de mais que cerca de 30,0% em peso a cerca de 50,0% em peso (ou qualquer valor maior que 30,0 e 50,0 ou menos % em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cerca de 35,1% em peso, ou qual- quer faixa de valores entre 30,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 30,3 a cerca de 37,8% em peso, com base em um peso to- tal das partículas revestidas, de (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) na superfície da partícula. Em algumas moda- lidades exemplificadoras, as partículas revestidas compreendem cerca de 40,0% em peso a cerca de 50,0% em peso (ou qualquer valor entre 40,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cerca de 40,1% em peso, ou qualquer faixa de valores entre 40,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 40,3 a cerca de 47,8% em peso, com base em um peso total das partículas revestidas, de (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros, (iii) ou qualquer combinação de (i) e (ii) na superfície da partícula.
[029]Sílica particulada adequada útil para preparar os agentes de fosquea- mento da presente invenção inclui, porém não se limita a, gel de sílica, sílica precipi- tada, sílica pirolisada e sílica coloidal. A sílica adequada também inclui, mas não se limita a sílica mesoporosa ordenada preparada por meio de um molde orgânico (por exemplo, um tensoativo) durante a formação de partículas de sílica, seguida de piró- lise em alta temperatura para “queimar” os materiais orgânicos. Partículas de sílica particularmente preferenciais compreendem gel de sílica ou partículas de sílica pre- cipitada.
[030]As partículas de sílica porosa disponíveis comercialmente que são ade- quadas ao uso na presente invenção incluem, mas não se limitam a, partículas inorgâ- nicas porosas disponíveis junto à W.R. Grace (Columbia, MD, EUA) sob a designação comercial SYLOID® como partículas de gel de sílica SYLOID® C807 e partículas de sílica precipitada SYLOID® MX106.
[031]Em uma modalidade preferencial, as partículas de sílica compreen- dem sílica tendo uma pureza de ao menos cerca de 93% em peso de SiO2, ou ao menos cerca de 93,5% em peso de SiO2, ao menos cerca de 94,0% em peso de SiO2, ao menos cerca de 95,0% em peso de SiO2, ao menos cerca de 96,0% em peso de SiO2, ao menos cerca de 97,0% em peso de SiO2 ou ao menos cerca de 98,0% em peso de SiO2, até 100% em peso de SiO2, com base no peso total da partícula.
[032]As partículas de sílica podem ter uma variedade de diferentes forma- tos simétricos, assimétricos ou irregulares, incluindo formato de corrente, haste ou barra. As partículas podem ter diferentes estruturas incluindo amorfas ou cristali- nas, etc. Em uma modalidade preferencial, as partículas de sílica são amorfas. As partículas podem incluir misturas de partículas compreendendo diferentes compo- sições, tamanhos, formatos ou estruturas físicas, ou que podem ser iguais, exceto para diferentes tratamentos de superfície. A porosidade das partículas pode ser intrapartícula ou interpartícula em casos em que partículas menores são aglomera- das para formar partículas maiores.
[033]Como usado na presente invenção, o termo “cristalino” significa um ma-
terial sólido cujos átomos, moléculas ou íons constituintes são dispostos em um pa- drão ordenado que se estende em todas as três direções, o que pode ser medido por difração de raios X ou calorimetria de varredura diferencial. Como usado na pre- sente invenção, o termo “amorfo” significa um material sólido cujos átomos, molécu- las ou íons constituintes são dispostos em um padrão aleatório não ordenado que se estende em todas as três direções, o que pode ser determinado por difração de raios X ou calorimetria de varredura diferencial.
[034]Conforme usado aqui, o termo “área superficial de partícula BET” é definido como uma área superficial de partícula conforme medida pelo método de adsorção de nitrogênio de Brunauer Emmet Teller (BET).
[035]Para uso na presente invenção, a expressão “volume total dos poros” refe- re-se ao volume médio dos poros de uma pluralidade de partículas determinado com o uso da porosimetria de nitrogênio de Barret, Joyner e Halenda (BJH), conforme descrito em DIN 66134.
[036]Para uso na presente invenção, a expressão “tamanho de partícula” se refere ao tamanho médio de partícula (D50, que é uma distribuição de volume com 50 por cento em volume das partículas sendo menores que este número e 50 por cento em volume das partículas sendo maiores do que esse número em tama- nho) medido por meio de dispersão dinâmica de luz quando as partículas são transformadas em uma pasta aquosa em água ou em um solvente orgânico, como acetona ou etanol.
[037]As partículas de sílica porosa usadas para formar os agentes de fos- queamento da presente invenção podem ter um volume total de poros de pelo me- nos 0,30 cc/g, de cerca de 0,30 cc/g a cerca de 2,20 cc/g (ou qualquer valor entre mais que 0,40 cc/g até e incluindo 2,20 cc/g, em incrementos de 0,01 cc/g, por exemplo, 0,62 cc/g, ou qualquer faixa de valores entre mais que 0,40 cc/g até e incluindo 2,2 cc/g, em incrementos de 0,01 cc/g, por exemplo, de cerca de
1,50 cc/g a cerca de 2,20 cc/g, conforme determinado pelo método BJH. Tipica- mente, as partículas de sílica porosa usadas para formar os agentes de fosquea- mento da presente invenção têm um volume total de poros de cerca de 1,8 cc/g a cerca de 2,00 cc/g, conforme determinado pelo método BJH.
[038]As partículas de sílica porosa usadas para formar os agentes de fosquea- mento da presente invenção pode também ter uma área de superfície de partícula BET de ao menos cerca de 100 m2/g até 1500 m2/g (ou qualquer valor maior que 100 m2/g até e incluindo 1500 m2/g, em incrementos de 1,0 m2/g, por exemplo, 453 m2/g, ou qualquer faixa de valores entre mais que 100 m2/g até e incluindo 1500 m2/g, em incre- mentos de 1,0 m2/g, por exemplo, de cerca de 400 m2/g a cerca de 444 m2/g), ou maior.
Tipicamente, as partículas de sílica porosa têm uma área de superfície de partícula BET de pelo menos cerca de 100 m2/g até 900 m2/g.
[039]As partículas de sílica não revestidas da presente invenção tipicamente têm um tamanho médio de partícula de cerca de 1,0 mícron (µm) a cerca de 50 µm (ou qualquer valor entre e incluindo 1,0 µm a cerca de 50 µm, em incrementos de 0,1 µm, por exemplo, 45,0 µm, ou qualquer faixa de valores entre e incluindo 1,0 µm até cerca de 50 µm, em incrementos de 0,1 µm, por exemplo, de cerca de 3,2 µm a cerca de 50,1 µm). Entretanto, deve-se compreender que as partículas revestidas da presente invenção podem ter qualquer tamanho médio de partícula dependendo do uso das partículas revestidas. Em algumas modalidades, as partículas revestidas da presente invenção têm um tamanho médio de partícula de cerca de 3,0 µm a cerca de 12,0 µm.
[040]Os agentes de fosqueamento da presente invenção podem compreender uma ou mais ceras aplicadas como revestimento sobre a superfície da partícula e dentro dos poros das partículas de sílica porosa. Quando presentes, a uma ou mais ceras podem compreender, mas não se limitam a, uma cera de hidrocarboneto (isto é, uma cera que compreende cadeias de alquila relativamente longas, por exemplo, ca-
deias de alquila que têm 20 ou mais átomos de carbono em seu interior, com ou sem um ou mais de vários grupos funcionais como ácidos graxos, álcoois primários e se- cundários de cadeia longa, ligações insaturadas, aromáticos, amidas, cetonas e aldeí- dos), uma cera de parafina (isto é, de 20 a 40 átomos de carbono sem grupos funcio- nais adicionais), uma cera de polietileno, uma cera de polipropileno, uma cera de ori- gem vegetal como uma cera de carnaúba (isto é, cera do Brasil), uma cera de origem animal como cera de abelha, ou qualquer combinação das mesmas.
[041]Ceras disponíveis comercialmente que são adequadas para uso na presente invenção incluem, mas não se limitam a, ceras disponíveis junto à Mitsui Chemicals, LLC (Osaka, Japão) sob as designações comerciais de ceras Hi- WAX™ ou EXCEREX™, ceras disponíveis junto à Honeywell Performance Additi- ves (Morristown, NJ, EUA) sob as designações comerciais de ceras RHEOLUB®; e ceras disponíveis junto à TH.C.TROMM GmbH (Colônia, Alemanha) sob as desig- nações comerciais de ceras Polarwachs®.
[042]Em algumas modalidades, o agente de fosqueamento compreende par- tículas de sílica revestidas com uma cera de polietileno, uma cera de polipropileno, ou uma combinação das mesmas. Em algumas modalidades desejadas, o revesti- mento sobre as partículas de sílica compreende uma cera de polietileno tendo um peso molecular médio de ao menos 2000. Tal cera de polietileno com peso molecu- lar relativamente alto está disponível comercialmente junto à TH.C.TROMM GmbH (Colônia, Alemanha) sob as designações comerciais de cera Polarwachs®.
[043]Quando presentes, a uma ou mais ceras estão tipicamente presentes em uma quantidade maior que 30%, em peso, com base em um peso total dos agentes de fosqueamento. De preferência, a uma ou mais ceras estão presentes em uma quantidade na faixa de cerca de 31,0% em peso a cerca de 50,0% em pe- so (ou qualquer valor entre 31,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cerca de 35,1% em peso, ou qualquer faixa de valores entre
31,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 31,3 a cerca de 37,8% em peso), com base em um peso total dos agentes de fosqueamento. Em algumas modalidades, a uma ou mais ceras estão presentes em uma quantidade na faixa de cerca de 40,0% em peso a cerca de 50,0% em pe- so (ou qualquer valor entre 40,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cerca de 45,1% em peso, ou qualquer faixa de valores entre 40,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 40,3% em peso a cerca de 47,8), com base em um peso total dos ditos agentes de fosqueamento.
[044]Em uma outra modalidade desta invenção, os agentes de fosqueamento da presente invenção podem compreender um ou mais polímeros, sozinhos ou em combinação com as uma ou mais ceras descritas acima, sobre a superfície da partícula e dentro dos poros das partículas de sílica porosa. Quando presentes, o um ou mais polímeros podem compreender, mas não se limitam a, um ou mais polímeros que com- preendem: um polidieno (por exemplo, poli-isopreno, polibutadieno, ou uma combinação dos mesmos), um polidieno vulcanizado, uma poliacrilamida, uma polivinil polipirrolido- na, um acetato butirato de celulose, ou qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades desejadas, o um ou mais polímeros compreendem um polidieno, um poli- dieno vulcanizado ou qualquer combinação dos mesmos.
[045]Polímeros comercialmente disponíveis que são adequados para uso na presente invenção incluem, mas não se limitam a, polímeros disponíveis junto à Kuraray Co., LTD (Tóquio, Japão) sob as designações comerciais de polímero de borracha líquida KL- 10 (isto é, poli-isopreno).
[046]Quando presentes, o um ou mais polímeros estão tipicamente presen- tes em uma quantidade maior que 30% em peso, com base em um peso total dos agentes de fosqueamento. De preferência, a quantidade do um ou mais polímeros está na faixa de cerca de 31,0% em peso a cerca de 50,0% em peso (ou qualquer valor entre 31,0 e 50,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cerca de 35,1% em peso, ou qualquer faixa de valores entre 31,0 e 50,0% em pe- so, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 31,3 a cerca de 37,8% em peso), com base em um peso total das partículas revestidas. Em algu- mas modalidades, o um ou mais polímeros estão presentes em uma quantidade na faixa de cerca de 31,0% em peso a cerca de 40,0% em peso (ou qualquer valor entre 31,0 e 40,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cer- ca de 31,0% em peso, ou qualquer faixa de valores entre 31,0 e 40,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 31,3 a cerca de 31,8% em peso), com base em um peso total das partículas revestidas.
Método de preparação
[047]Os agentes de fosqueamento da presente invenção podem ser prepa- rados colocando as partículas de sílica porosa em contato com (i) uma ou mais ce- ras, (ii) um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii), de modo a resultar em partículas de sílica porosa revestidas que têm uma superfície de partícu- la; e mais que 30,0%, em peso, com base em um peso total das partículas revesti- das, da (i) uma ou mais ceras, (ii) do um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combi- nação de (i) e (ii) na superfície da partícula. Qualquer método convencional pode ser usado para colocar as partículas de sílica porosa em contato com (i) uma ou mais ceras, (ii) um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii), de modo a resultar em partículas de sílica porosa revestidas.
[048]Em algumas modalidades, a etapa de contato pode ser um processo a úmido. A etapa do processo de contato a úmido pode compreender dissolver (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) em um solvente para formar uma mistura de solvente; incorporar as partículas de sílica porosa na mistura de solvente; e remover ou evaporar o solvente da mis- tura de solvente, para formar partículas de sílica revestidas.
[049]As partículas de sílica revestidas podem consequentemente ser sub- metidas à redução de tamanho. Qualquer método conhecido de redução do tama- nho de partícula pode ser usado, e inclui, mas não se limita a, uma etapa de moa- gem como em um moinho de esferas ou uma etapa de trituração por pilão e almo- fariz. Em uma modalidade, as partículas revestidas são submetidas a uma etapa de redução de tamanho, sendo que o tamanho médio de partícula das partículas revestidas é reduzido para um primeiro tamanho médio de partícula menor que cerca de 500 mícrons (µm).
[050]Uma vez reduzidas em tamanho, as partículas de sílica revestidas são desejavelmente tratadas por calor a uma temperatura elevada durante um período de tempo de tratamento por calor. Tipicamente, a temperatura elevada é de cerca de 90°C a cerca de 140°C (ou qualquer valor entre 90°C até e incluindo 140°C, em incrementos de 1,0°C, por exemplo, cerca de 100°C, ou qualquer faixa de valores entre 90°C até e incluindo 140°C, em incrementos de 1,0°C, por exemplo, de cerca de 91,0°C a cerca de 102,0°C). Tipicamente, o período de tempo de tratamento por calor está na faixa de cerca de 1,0 hora (h) a cerca de 4,0 h (ou qualquer valor en- tre 1,0 h até e incluindo 4,0 h, em incrementos de 1,0 minuto, por exemplo, cerca de 1,0 h e 9 minutos, ou qualquer faixa de valores entre 1,0 h até e incluindo 4,0 h, em incrementos de 1,0 minuto, por exemplo, de cerca de 1,0 h e 9 minutos a cerca de 2,0 h e 5 minutos).
[051]Em uma modalidade exemplificadora em que um ou mais revestimen- tos de cera estão presentes, a temperatura elevada da etapa de tratamento por calor está na faixa de cerca de 100°C a cerca de 130°C e o período de tempo de tratamento por calor está na faixa de cerca de 1,0 h a cerca de 1,5 h. Em uma mo- dalidade exemplificadora em que um ou mais polímeros estão presentes, a tempe- ratura elevada da etapa de tratamento por calor está na faixa de cerca de 90°C a cerca de 100°C, e o período de tempo de tratamento por calor está na faixa de cer-
ca de 2,5 h a cerca de 3,5 h.
[052]Após qualquer etapa de tratamento por calor, as partículas de sílica re- vestidas tratadas por calor são deixadas resfriar. Uma vez resfriadas, as partículas tratadas por calor podem, opcionalmente, ser ainda reduzidas em tamanho de modo a resultar em um tamanho de partícula final menor que cerca de 100 µm (ou qual- quer valor menor que cerca de 100 µm, em incrementos de 1,0 µm, por exemplo, cerca 45,0 µm, ou qualquer faixa de valores entre cerca de 1,0 µm até e incluindo 100 µm, em incrementos de 1,0 µm, por exemplo, de cerca de 4,0 µm a cerca de 6,7 µm). Conforme discutido acima, qualquer método conhecido de redução de ta- manho de partícula pode ser usado. Em uma modalidade exemplificadora, uma eta- pa de moagem pode ser utilizada de modo a resultar em partículas revestidas com um tamanho final de partícula menor que cerca de 45,0 µm.
[053]Em outras modalidades exemplificadoras, a etapa de contato pode não envolver nenhum solvente e, portanto, ser um processo a seco. Em uma modalidade, o processo a seco pode compreender fundir (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) para formar um revestimento líquido; e incorporar as partículas de sílica porosa ao revestimento líquido. Em ainda outras mo- dalidades, o processo a seco pode compreender simultaneamente colocar em contato e misturar (a)(i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combi- nação de (i) e (ii), e (b) as partículas de sílica porosa em um misturador convencional como um misturador de fita, um misturador Henschel, um moinho de energia fluida (FEM) ou um moinho de jato de micronização em alta temperatura (isto é, uma tempe- ratura que funde quaisquer ceras e/ou polímeros, se necessário). Nessas modalidades, as etapas de aquecimento e de redução de tamanho de partícula são combinadas, e a redução de tamanho de partícula adicional pode ou não ser necessária.
[054]Em algumas modalidades exemplificadoras, a reticulação das partículas de sílica revestidas com polímero é desejável para melhorar ainda mais a estabilida-
de e as propriedades. Em uma outra modalidade exemplificadora, a reticulação compreende uma etapa de vulcanização. Em métodos que compreendem uma eta- pa de vulcanização, enxofre elementar, um promotor de vulcanização, ou ambos, podem ser adicionados a um ou mais polímeros durante a etapa de contato. Promo- tores de vulcanização adequados para uso na presente invenção incluem, mas não se limitam a, enxofre elementar e zimato de butila.
Composições de revestimento
[055]Os agentes de fosqueamento da presente invenção são úteis para pre- parar composições de revestimento que compreendem suspensões ou dispersões aquosas dos agentes de fosqueamento aqui descritos. Em uma modalidade prefe- rencial, a composição de revestimento é uma composição de revestimento à base de água.
[056]As composições de revestimento compreendem os produtos de sílica re- vestida revelados, além de vários outros ingredientes usados em composições de re- vestimento. Exemplos de outros ingredientes que podem estar presentes nas composi- ções incluem uma resina aglutinante aquosa, como uma emulsão de copolímeros acríli- cos modificados por autorreticulação ou um aglutinante acrílico de látex Neocryl® KX12, um solvente coalescente como n-butil éter dipropileno glicol (DOWANOL™ PDnB). A composição pode ou não conter pigmentos coloridos como pigmentos orgânicos.
Quando a composição contém um pigmento colorido, um dispersante pode ser incluído na formulação. Quando a composição não contém pigmento colorido, a composição é chamada de revestimento transparente. Revestimentos transparentes são preferenciais para revestir madeira, uma vez que a cor natural e a estrutura de grão da madeira, co- mo teca, cerejeira, carvalho, nogueira, mogno e jacarandá, são altamente valorizadas em aplicações, como móveis e entalhes em madeira.
[057]O restante da composição é tipicamente água. Outros diluentes tam- bém podem ser incluídos além da água, como alifáticos, aromáticos, álcoois, ceto-
nas, espírito branco, destilado de petróleo, ésteres, éteres de glicol, resinas sintéti- cas de baixo peso molecular e similares. Diluentes ecológicos, como água, são preferenciais.
[058]Outros produtos diversos também podem ser incluídos nas composi- ções, incluindo sem limitação, aditivos para modificar a tensão superficial, otimizar as propriedades de fluxo, melhorar a aparência final, aumentar a borda úmida, me- lhorar a estabilidade de pigmento, conferir propriedades anticongelantes, controlar a formação de espuma, controlar o descascamento, etc. Outros aditivos que po- dem ser incluídos nas composições incluem, mas não se limitam a, catalisadores, espessantes, estabilizantes, emulsificantes, texturizantes, promotores de adesão, estabilizantes de UV, agentes anti-brilho, biocidas para combater o crescimento bacteriano e similares. Óleo pode ser incluído como um agente de reologia, modifi- cador de brilho e agente protetor que irá reduzir os danos ao revestimento que po- deria de outro modo resultar de processos de formação e de elementos degradan- tes no ambiente de serviço dos materiais revestidos.
[059]As composições de revestimento da presente invenção tipicamente com- preendem (I) de cerca de 1,0% em peso até cerca de 99,0% em peso (ou qualquer va- lor entre 1,0% em peso até e incluindo 99,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cerca de 5,1% em peso, ou qualquer faixa de valores entre 1,0% em peso até e incluindo 99,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 1,3 a cerca de 4,8% em peso) dos agentes de fosqueamento, e (II) de cer- ca de 99,0% em peso a cerca de 1,0% em peso (ou qualquer valor entre 99,0% em pe- so até e incluindo 1,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, cer- ca de 95,1% em peso, ou qualquer faixa de valores entre 99,0% em peso até e incluin- do 1,0% em peso, em incrementos de 0,1% em peso, por exemplo, de cerca de 98,3 a cerca de 94,8% em peso) de um ou mais componentes adicionais, ambos os compo- nentes (I) e (II) sendo com base no peso total da composição de revestimento.
Uso
[060]A presente invenção se refere ainda ao uso dos agentes de fosquea- mento em várias aplicações/processos de revestimento. Quando usadas como um agente de fosqueamento em composições de revestimento, as partículas de sílica revestida aqui descritas fornecem uma ou mais propriedades aprimoradas, como resistência química aprimorada, resistência ao estresse térmico melhorada, melhor resistência a intempéries, clareza de filme aprimorada, ou qualquer combinação das mesmas no revestimento final.
[061]Em uma modalidade preferencial, os agentes de fosqueamento da inven- ção são úteis em métodos de aprimorar a resistência química, resistência ao estresse térmico, resistência a intempéries e/ou clareza de filme de uma composição de revesti- mento aplicada a um substrato. Em uma modalidade particularmente preferencial, o substrato é um substrato de madeira. Em uma modalidade desejada, um substrato de madeira é tratado com uma composição de revestimento aquosa, sendo que a compo- sição de revestimento compreende os agentes de fosqueamento da invenção sobre uma superfície do substrato de madeira. Outros substratos que podem ser revestidos com as composições de revestimento de acordo com a presente invenção incluem, mas não se limitam a, couro, plástico (por exemplo, vinil), metal (por exemplo, bobina) ou ligas metálicas, cimento ou concreto ou outros acabamentos industriais.
[062]Em geral, o método de usar um agente de fosqueamento em uma com- posição de revestimento de acordo com a invenção compreende incorporar os agen- tes de fosqueamento da invenção à composição de revestimento, de preferência uma composição aquosa de revestimento, antes da aplicação da composição de revesti- mento sobre o substrato. A etapa de incorporação típica inclui misturar ou dispersar os agentes de fosqueamento na formulação. O método de aplicação da composição de revestimento a um substrato inclui aplicação com pincel, aplicação com rolo, aspersão de ar, ou puxada de tinta (“drawdowning”), ou outros métodos possíveis. Conforme discutido adicionalmente nos exemplos abaixo, a incorporação do agente de fosque- amento da presente invenção a uma composição de revestimento (por exemplo, uma composição de revestimento para substrato de madeira) e subsequente aplicação da composição de revestimento, fornece os filmes revestidos com melhor resistência química, resistência ao estresse térmico melhorada, melhor resistência a intempéries, e/ou clareza de filme aprimorada, em comparação com os revestimentos/filmes co- nhecidos que não contêm os agentes de fosqueamento da presente invenção. Por exemplo, em algumas modalidades, uma composição de revestimento que compre- ende os agentes de fosqueamento resulta em um filme claro revestido sobre um subs- trato, e o filme apresenta uma clareza de filme ΔL* menor que 7,0 unidades (ou qual- quer valor inferior a 7,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 2,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 7,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, de cerca de 1,2 unidade a cerca de 2,4 unidades) conforme medido com o uso de um colorímetro portátil Spectro-Guide 45/0 e o método descrito nos exemplos abaixo.
[063]Em algumas modalidades, uma composição de revestimento que com- preende os agentes de fosqueamento da invenção resulta em um filme revestido sobre um substrato, e o filme exibe um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 5,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 5,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 2,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 5,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, de cerca de 1,2 unidade a cerca de 2,4 unidades) conforme medido com o uso de um colorímetro portátil Spec- tro-Guide 45/0 e o método descrito nos exemplos abaixo.
[064]Em algumas modalidades, uma composição de revestimento que compre- ende os agentes de fosqueamento da invenção resulta em um filme revestido sobre um substrato, e o filme exibe um dano causado por agua/etanol 50/50 de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 5,0 unidades, em incrementos de 0,1 uni-
dade, por exemplo, 2,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 5,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, de cerca de 1,2 unidade a cerca de 2,4 unidades) conforme medido com o uso de um colorímetro portátil Spectro-Guide 45/0 e o método descrito nos exemplos abaixo.
[065]Em algumas modalidades, uma composição de revestimento que compreende as partículas revestidas descritas na presente invenção resulta em um filme revestido sobre um substrato, e o filme exibe um dano causado por agua/etanol 50/50 de 4 h ΔL* menor que 16,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 16,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 12,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 16,0 unidades, em incrementos de 0,1 unida- de, por exemplo, de cerca de 10,2 unidades a cerca de 12,4 unidades) conforme medido com o uso de um colorímetro portátil Spectro-Guide 45/0 e o método des- crito nos exemplos abaixo.
[066]Em algumas modalidades desejadas, uma composição de revestimento que compreende as partículas revestidas descritas na presente invenção resulta em um filme revestido sobre um substrato, e o filme exibe (i) uma clareza de filme ΔL* inferior a 7,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 7,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 2,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 7,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, de cerca de 1,2 unidade a cerca de 2,4 uni- dades), (ii) exibe um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 4,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 4,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 2,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 4,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, de cerca de 1,2 unidade a cerca de 2,4 unidades), (iii) um dano causado por agua/etanol 50/50 de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 5,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 2,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 5,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, de cerca de 1,2 unidade a cerca de 2,4 unidades) e (iv) um dano causado por água/etanol 50/50 de 4 h ΔL* menor que 10,0 unidades (ou qualquer valor inferior a 10,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exemplo, 8,4 unidades, ou qualquer faixa de valores inferiores a 10,0 unidades, em incrementos de 0,1 unidade, por exem- plo, de cerca de 7,2 unidades a cerca de 7,4 unidades), todos medidos com o uso de um colorímetro portátil Spectro-Guide 45/0 e o método descrito nos exemplos abaixo.
[067]Sem ater-se a nenhuma teoria específica, existe a hipótese de que as propriedades aprimoradas de resistência química/resistência ao estresse térmico exibidas pelos agentes de fosqueamento aprimorados, e filmes resultantes, pos- sam ser devido a um ou mais dos seguintes fatores: 1) redução do encolhimento de partícula durante a secagem; 2) adesão aprimorada entre a partícula de fos- queamento e o látex; 3) capacidade do revestimento de cera/orgânico fluir melhor e preencher fissuras quando se formam; 4) redução da tensão na interface de látex- partícula devido ao amolecimento do látex na região que circunda a partícula, e 5) a difusão do látex para dentro dos poros do filme, reduzindo assim a penetração de água e etanol no filme.
[068]Deve-se compreender que, embora as partículas revestidas, métodos e usos acima descritos sejam descritos como “compreendendo” um ou mais compo- nentes ou etapas, as partículas revestidas, métodos e usos acima descritos podem “compreender,” “consistir em,” ou “consistir essencialmente em” qualquer um dos componentes ou etapas acima descritos das partículas revestidas, métodos e usos.
Consequentemente, quando a presente invenção, ou uma parte dela, tiver sido des- crita com um termo não limitado como “compreendendo”, deve-se compreender prontamente (salvo indicação em contrário) que a descrição da presente invenção, ou de parte dela, também deve ser interpretada como descrevendo a presente in- venção, ou uma parte dela, com o uso dos termos “consistindo essencialmente em” ou “que consiste em” ou variações destes conforme discutido abaixo.
[069]Conforme usados aqui, os termos “compreende”, “compreendendo”, “in-
clui”, “incluindo”, “tem”, “tendo”, “contém”, “contendo”, “caracterizado por” ou qualquer outra variação destes, devem abranger uma inclusão não exclusiva, sujeita a qualquer limitação explicitamente indicada em contrário, dos componentes mencionados. Por exemplo, uma partícula revestida, método e/ou uso que “compreende” uma lista de elementos (por exemplo, componentes ou etapas) não é necessariamente limitada a somente esses elementos (ou componentes ou etapas), mas pode incluir outros ele- mentos (ou componentes ou etapas) não expressamente mencionados ou inerentes à partícula, ao método e/ou ao uso.
[070]Conforme usadas aqui, as frases de transição “consiste em” e “que consiste em” excluem qualquer elemento, etapa ou componente não especificado.
Por exemplo, as frases “consiste em” ou “que consiste em” usadas em uma reivin- dicação limitariam a reivindicação aos componentes, materiais ou etapas especifi- camente mencionados na reivindicação, exceto para impurezas comumente asso- ciadas a elas (por exemplo, impurezas dentro de um determinado componente).
Quando a expressão “consiste em” ou “que consiste em” aparece em uma cláusula do corpo de uma reivindicação, em vez de imediatamente após o preâmbulo, a ex- pressão “consiste em” ou “que consiste em” limita somente os elementos (ou com- ponentes ou etapas) definidos naquela frase; outros elementos (ou componentes) não são excluídos da reivindicação como um todo.
[071]Conforme usadas aqui, as expressões de transição “consiste essenci- almente em” e “consistindo essencialmente em” são usadas para definir partículas revestidas, métodos e/ou usos que incluem materiais, etapas, recursos, componen- tes ou elementos, além daqueles literalmente revelados, contanto que esses mate- riais, etapas, recursos, componentes ou elementos adicionais não afetem substan- cialmente a(s) característica(s) básica(s) e inovadora(s) da invenção reivindicada.
O termo “consistindo essencialmente em” é o meio-termo entre “compreendendo” e “que consiste em”.
[072]A presente invenção é ainda ilustrada pelos exemplos a seguir, os quais não devem ser interpretados em hipótese alguma como imposição de limita- ções em seu escopo. Ao contrário, deve ser claramente compreendido que se pode recorrer a várias outras modalidades, modificações e equivalentes destas que, após a leitura da descrição na presente invenção, podem ser sugeridas aos versados na técnica sem que se afaste do espírito da presente invenção e/ou do escopo das rei- vindicações em anexo.
Exemplos
[073]Os exemplos a seguir descrevem (i) os processos de acordo com a presente invenção para preparar as partículas revestidas, e (ii) a avaliação das par- tículas revestidas nas composições de revestimento.
Exemplo 1 - Formação de partículas de sílica revestidas com cera (método a úmido):
[074]2,5 a 10 gramas de cera foram dissolvidos em 60 a 100 ml de tolueno com aquecimento. 10 g de partículas de sílica SYLOID® C807 foram misturados com a solução de cera. A mistura foi deixada em um prato de cristalização em uma capela bem ventilada de um dia para outro para possibilitar a evaporação de todo o solvente. O resíduo “seco” foi submetido a pilão e almofariz para possibilitar que to- das as partículas passassem por uma tela de 500 µm. As partículas peneiradas fo- ram então posteriormente aquecidas a 130°C por 1 hora. Após a secagem, as partí- culas foram resfriadas e o tamanho de partícula foi adicionalmente reduzido com um moinho analítico para possibilitar que as partículas passassem por uma tela de 45 µm. As partículas peneiradas estavam adequadas ao uso, como se encontravam, diretamente, por exemplo, em uma formulação de tinta.
Exemplo 2 - Formação de partículas de sílica revestidas com poli-isopreno utilizando a etapa de vulcanização (método a úmido):
[075]4,3 gramas de poli-isopreno (peso molecular 10 kD, principalmente trans-, KL-10, disponível comercialmente junto à Kuraray) foram dissolvidos em 60 ml de tolueno. 0,24 g de enxofre elementar e 0,12 g de zimato de butila (disponí- vel comercialmente junto à Vanderbilt Chemicals, LLC) foram adicionados à solução e foram bem misturados. 10 g de partículas de sílica SYLOID® C807 foram mistura- dos com a solução. A mistura foi deixada em um prato de cristalização em uma ca- pela bem ventilada de um dia para outro para possibilitar a evaporação de todo o solvente. O resíduo “submetido a secagem” foi então submetido a pilão e almofariz para permitir que todas as partículas passassem por uma tela de 500 µm. As partí- culas peneiradas foram subsequentemente aquecidas a 95°C por 3 horas. Depois disso, as partículas foram resfriadas e o tamanho de partícula foi adicionalmente re- duzido com um moinho analítico para permitir que a maioria das partículas passas- sem por uma tela de 45 µm. As partículas peneiradas estavam adequadas ao uso, como se encontravam, diretamente, por exemplo, em uma formulação de tinta.
Exemplo 3 - Formação de partículas de sílica revestida com poli-isopreno sem utilizar uma etapa de vulcanização (método a úmido):
[076]7,0 gramas de poli-isopreno (peso molecular 10 kD, principalmente trans-, KL-10, disponível comercialmente junto à Kuraray) foram dissolvidos em 60 ml de tolueno. 10 g de partículas de sílica SYLOID® C807 foram misturados à solução. A mistura foi deixada em um prato de cristalização em uma capela bem ventilada de um dia para outro para possibilitar a evaporação de todo o solvente. O resíduo “submetido a secagem” foi então submetido a pilão e almofariz para permitir que todas as partículas passassem por uma tela de 500 µm. As partículas peneira- das foram subsequentemente aquecidas a 70°C por 3 horas. Depois disso, as partí- culas foram resfriadas e o tamanho de partícula foi adicionalmente reduzido com um moinho analítico para permitir que a maioria das partículas passassem por uma tela de 45 µm. As partículas peneiradas estavam adequadas ao uso, como se encontra- vam, diretamente, por exemplo, em uma formulação de tinta.
Exemplo 4 - Formação de partículas de sílica revestida com cera com fusão e mistura (método a seco):
[077]4 kg de partículas de sílica SYLOID® C807 foram misturados com 4 kg de cera de polietileno POLARWACHS® N481 sob nitrogênio em um mistura- dor Henscher de 10 L. O misturador foi aquecido a 120°C por 2 horas. A mistura foi misturada a 3000 rpm durante 2 horas. A amostra foi então resfriada até tempera- tura ambiente.
Exemplo 5 - Formação de partículas de sílica revestidas com cera com fusão e moagem (método a seco):
[078]4 kg de gel de sílica (~30 µm de tamanho de partícula, 2 cm3/g de vo- lume de poro) foram misturados com 4 kg de cera de polietileno POLAR WACHS® N481 sob nitrogênio em um misturador Henscher de 10 L. O misturador foi aquecido a 120°C por 2 horas. A mistura foi misturada a 3000 rpm durante 2 horas. A amostra foi, então, resfriada até temperatura ambiente, e o compósito foi submetido a um moinho de energia fluida sob nitrogênio para trazer o tamanho de partícula para 9 µm (tamanho mediano de partícula).
Exemplo 6 - Formação de uma solução de estoque para teste das compo- sições de revestimento
[079]Os componentes mencionados na Tabela 1 abaixo foram combinados conforme descrito abaixo para formar uma solução de estoque para testar as composi- ções de revestimento, conforme discutido abaixo.
Tabela 1. Solução de estoque para teste de composições de revestimento Matéria prima Fornecedor Peso Comentários (g) NEOCRYL® KX12 DSM 77,43 Emulsão acrílica Água desionizada 11,07 DOWANOL™ PDnB Dow Chemical 8,85 Coalescente BYK® 024 BYK 0,55 Eliminador de espuma SURFYNOL® 104E Air Products 1,11 Umedecimento e elimi- nador de espuma RHEOLATE® 299 Elementis 0,22 Rheolate BYK® 346 BYK 0,77
[080]77,43 gramas (g) de NEOCRYL® KX12 e 5,53 g de água desionizada foram misturados em um primeiro recipiente. 8,85 g de DOWANOL™ PDnB e 5,54 g de água desionizada foram misturados em um segundo recipiente. Então, o conteú- do do segundo recipiente foi lentamente vertido em um primeiro recipiente. A mistura foi dispersa a 1500 rpm por 15 minutos com o uso de um dispersor DISPERMAT® disponível junto à Gardner Company (Pompano Beach, Flórida, EUA) com uma lâ- mina de 30 mm de largura.
[081]0,55 g de BYK® 024, 1,11 g de SURFYNOL® 104E e 0,22 g de RHEOLATE® 299 foram adicionados à mistura no primeiro recipiente. A mistura foi, então, dispersa a 2500 rpm por 10 minutos usando o dispersor DISPERMAT®.
[082]0,77 g de BYK® 346 foi adicionado à mistura no primeiro recipiente. A mistura foi, então, dispersa a 1000 rpm por 5 minutos usando o dispersor DISPERMAT®. A mistura resultante foi, então, usada como uma solução de esto- que, capaz de ser armazenada por até 1 mês.
Exemplo 7 - Formação das composições de revestimento compreendendo o agente de fosqueamento e a solução de estoque
[083]As composições de revestimento que compreendem um agente de fosqueamento e a solução de estoque do Exemplo 6 foram preparadas da seguinte forma. Depois de uma determinada quantidade de agente de fosqueamento ter si- do adicionada a uma determinada quantidade de solução de estoque formada no Exemplo 3 acima, a mistura resultante foi dispersa a 2500 rpm por 30 min usando o dispersor DISPERMAT®, e então deixada em repouso de um dia para outro em temperatura ambiente.
[084]Puxadas de tinta para o teste de cada composição de revestimento fo- ram realizadas no segundo dia (isto é, o dia após o preparo de uma determinada composição de revestimento) usando o procedimento de puxada de tinta descrito a seguir.
Procedimento de puxada de tinta e cartões para puxadas de tinta
[085]As puxadas de tinta foram executadas com um bastão de laboratório de fio enrolado da Gardner Company com tamanho de fio de 40. Com este tamanho, a espessura do filme úmido foi de cerca de 100 µm. As placas para puxada de tinta usadas eram cartões pretos lisos de 219 x 286 mm2 de disponível junto à Leneta Company, Inc. (Mahwah, NJ, EUA). O procedimento para cada puxada de tinta foi conforme exposto a seguir:
1. Em uma sala limpa livre de poeira, uma placa de puxada de tinta virgem foi colocada sobre um suporte de vácuo.
2. Com o uso de uma pipeta, cerca de 2 a 5 ml de uma amostra de composição de revestimento bem misturada foram posicionados sobre e perto do topo de uma folha de amostra.
3. As extremidades da haste de puxada de tinta foram imediatamente presas.
Com os polegares de ambas as mãos para não deixar a haste se afastar ou curvar na direção contrária à amostra, o bastão de puxada de tinta foi puxado ao longo do reser- vatório de líquido, espalhando e medindo o fluido através da folha de amostra. Após uma dada puxada de tinta ter sido feita, o bastão de puxada de tinta foi imerso em uma bandeja de limpeza após o uso.
4. Após a puxada de tinta, as amostras puxadas foram deixadas em temperatu- ra ambiente durante pelo menos quatro dias para permitir a secagem total da camada revestida.
5. Após a secagem da placa de puxada de tinta revestida, testes de resis- tência química, clareza de filme, eficiência de fosqueamento e avaliação a frio foram realizados com o uso dos procedimentos abaixo.
Métodos de teste e de medição de brilho (eficiência de fosqueamento), cla- reza de filme e resistência química:
[086]Um medidor portátil Micro-TRI-Gloss (da BYK Gardner EUA, Columbia,
MD, EUA) foi usado para leitura de brilho do filme. Valores de brilho a 60° foram me- didos e registrados.
[087]Para clareza de filme e avaliação do dano químico, um colorímetro portátil Spectro-Guide 45/0 (também da BYK Gardner) foi usado. Os valores L* fo- ram obtidos pelas leituras do colorímetro em um determinado filme revestido. No cartão com fundo preto, a solução de estoque não fosqueada (do Exemplo 6) for- neceu um valor L* de cerca de 7,9. A adição de um agente de fosqueamento (por exemplo, sílica) na solução de estoque tornou o filme mais branco (isto é, resultan- do em um valor L* mais alto) e a clareza de filme do filme fosqueado foi definida como a diferença entre o novo valor L* e o valor L* do filme formado a partir da so- lução de estoque sem agente de fosqueamento.
[088]Os métodos de teste de resistência química usados foram similares às es- pecificações da norma europeia EN 12720/DIM 68861-1. Foram testadas as resistên- cias em relação à água desionizada e ao etanol 50/50 em água. O teste foi executado da seguinte forma:
1. Círculos (1 polegada de diâmetro) foram cortados de um papel filtro Fisherbrand.
2. Círculos foram embebidos em água ou etanol/água 50/50 por 30 segun- dos.
3. Cada círculo embebido foi colocado em um cartão de puxada de tinta seco, e então coberto com um prato de pesagem para evitar a evaporação.
4. Após um certo período de tempo (isto é, 24 horas para o teste de água, e 1 hora e 4 horas para o etanol 50/50 em água), o prato de pesagem e o papel foram removidos.
5. Uma marca branca na área de contato se desenvolveu ao longo do tempo, e de um dia para outro, os valores L* foram medidos com o uso do colorímetro Spec- tro-Guide 45/0.
6. O dano químico (inversamente proporcional à resistência química) foi de- finido como a diferença entre o valor L* da marca branca (isto é, a maior leitura dentre pelo menos três leituras) e o fundo do filme. A porcentagem de alteração também foi calculada.
Teste de avaliação a frio
[089]Este teste foi projetado para simular alterações climáticas e alteração da umidade relativa, o que afeta a resistência à água e a penetração de água em um determinado revestimento. O teste foi executado deixando um cartão de puxada de tinta seco passar pelo seguinte ambiente durante 5 ciclos: uma umidade relativa = 95% para uma primeira fase a -20°C durante 1 hora, e uma segunda fase a 50°C durante 1 hora e, então, repetido por um total de 5 ciclos. Após esses ciclos, os valo- res L* foram medidos com o uso do colorímetro Spectro-Guide 45/0 e foram compa- rados aos valores antes desses ciclos.
Exemplo 8 - Formação das partículas revestidas da invenção
[090]As partículas revestidas de amostra foram preparadas com o uso dos ma- teriais mostrados na Tabela 2 abaixo. As primeiras nove amostras foram preparadas com o uso dos procedimentos descritos no Exemplo 1 acima. A Amostra 10 foi prepa- rada com o uso dos procedimentos descritos no Exemplo 4, e a Amostra 11 foi prepa- rada com o uso dos procedimentos descritos no Exemplo 5.
Tabela 2. Formulações de amostra da partícula revestida Número da Partículas de Fonte de Cera Fonte de cera Quantidades amostra de sílica iniciais partícula de de cera/sílica partícula sílica (em gramas) revestida (% Orgânico Total) 1 Gel de sílica W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 2,5/10 SYLOID® (Columbia, no GmbH (20%) C807 MD, EUA) POLARWACHS® N481 2 Gel de sílica W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 4,3/10 SYLOID® (Columbia, no GmbH (30%) C807 MD, EUA) POLARWACHS® N481
3 Gel de sílica W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 7,0/10 SYLOID® (Columbia, no GmbH (40%) C807 MD, EUA) POLARWACHS® N481 4 Gel de sílica W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 10,0/10 SYLOID® (Columbia, no GmbH (50%) C807 MD, EUA) POLARWACHS® N481 5 Sílica precipi- W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 7,0/10 tada (Columbia, no GmbH (40%) SYLOID® MD, EUA) POLARWACHS® MX106 N481 6 Sílica precipi- W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 7,0/10 tada (Columbia, no GmbH (40%) SYLOID® MD, EUA) POLARWACHS® MX106 N481 7 sílica W.R. Grace Cera de carnaú- Aldrich 7,0/10 (Columbia, ba (40%) MD, EUA) 8 Sílica precipi- W.R. Grace Cera de polipropi- Mitsui (San 7,0/10 tada (Columbia, leno NP506 Jose, CA, (40%) SYLOID® MD, EUA) EUA) MX106 9 Sílica pirolisa- Evonik Cera de polietile- TH.C.TROMM 7,0/10 da (Essen, no GmbH (Colô- (40%) ACEMATT® Alemanha) POLARWACHS® nia, Alema- TS100 N481 nha) 10 Gel de sílica W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 5 kg/5 kg SYLOID® (Columbia, no GmbH (50%) C807 MD, EUA) POLARWACHS® N481 11 Gel de sílica W.R. Grace Cera de polietile- TH.C.TROMM 5 kg/5 kg com tamanho (Columbia, no GmbH (50%) de partícula MD, EUA) POLARWACHS® grande N481 Exemplo 9 - Partículas comparativas
[091]As partículas comparativas mostradas na Tabela 3 abaixo foram usa- das conforme recebidas sem modificações adicionais.
Tabela 3. Partículas de amostra comparativa Número da amostra de partícu- Agente de fosqueamento comparativo la comparativa Comparativo 1 Gel de sílica SYLOID® C807 Comparativo 2 Sílica precipitada SYLOID® MX106 Comparativo 3 Sílica pirolisada ACEMATT® TS100 Comparativo 4 Sílica pirolisada + orgânicos
(TS100 + CERAFLOUR® 920) Comparativo 5 Sílica pirolisada + cera (TS100 + CERAFLOUR® 929)
[092]Na Tabela 3, no Exemplo Comparativo 4, o agente orgânico usado foi CERAFLOUR® 920, que é um agente de fosqueamento orgânico à base de ureia- formaldeído, e a cera usada no Exemplo Comparativo 5 foi CERAFLOUR® 929, que é um agente de fosqueamento orgânico à base de cera de polietileno micronizada.
Ambos estavam disponíveis comercialmente junto à BYK-Chemie GmbH (Wesen, Alemanha). Em ambos os Exemplos Comparativos 4 e 5, as misturas dos agentes de fosqueamento de sílica pura e orgânicos (blendas físicas dos dois tipos de agen- tes de fosqueamento) foram usadas nas formulações de tinta.
Exemplo 10 - Formação de composições de revestimento específicas
[093]As composições de revestimento contendo o agente de fosqueamento fo- ram preparadas usando as partículas revestidas da presente invenção do Exemplo 8 e as partículas de amostra comparativa do Exemplo 9. Cada composição de revestimento contendo o agente de fosqueamento foi preparada com o uso do procedimento descrito no Exemplo 7 acima.
[094]Após a formação, cada composição de revestimento contendo o agen- te de fosqueamento foi puxada com o uso do procedimento de puxada de tinta descrito anteriormente neste documento. Após a secagem, cada um dos filmes re- sultantes foi avaliado quanto ao brilho, clareza de filme e resistência química, de acordo com os métodos descritos acima. A Tabela 4 abaixo resume os resultados.
Tabela 4. Resultados dos testes para revestimentos contendo amostras de partículas revestidas e amostras de partículas comparativas Dano cau- Dano % de agente Dano 50/50 Número da Clareza sado por 50/50 de fosquea- Brilho a 1 h (ΔL*) amostra de de filme água 24 h 4 h (ΔL*) mento no re- 60° (% altera- revestimento (ΔL*) (ΔL*) (% (% altera- vestimento ção) alteração) ção) 6,8 14,4 15,2 1 3,75 12,1 6,46 (47%) (100%) (106%) 2 4,30 11,6 6,35 4,7 10,9 11,2
(33%) (76%) (78%) 3,1 6,8 8,4 3 5,00 12,9 6,00 (22%) (49%) (61%) 1,1 0,2 3,7 4 6,00 14,1 5,97 (8%) (1%) (27%) 2,6 11,4 11,6 5 5,00 13,1 6,50 (18%) (79%) (80%) 1,6 9,0 6 5,00 14,0 6,22 n/a (11%) (63%) 1,2 11,0 9,8 7 5,00 17,8 4,41 (10%) (89%) (79%) 1,1 9,4 11,6 8 5,00 13,6 6,21 (7%) (66%) (8%) 5,0 1,9 6,5 9 5,00 12,3 5,55 (37%) (14%) (49%) 0,8 2,1 4,7 10 6,00 14,1 5,3 (6%) (16%) (35%) 0,7 1,4 4,2 11 6,00 12,6 4,7 (6%) (11%) (34%) Comparativo 10,7 19,2 20,0 3,00 12,7 7,59 1 (69%) (124%) (129%) Comparativo 7,2 18,2 3,00 8,4 7,69 n/a 2 (46%) (117%) Comparativo 17,2 12,8 24,2 3,00 13,6 5,65 3 (127%) (94%) (179%) Comparativo 4,00 16,6 10,1 19,5 10,7 7,16 4 (2 + 2) (110%) (67%) (129%) Comparativo 5,00 11,8 9,4 18,4 10,0 6,95 5 (2,5 + 2,5) (79%) (64%) (124%)
[095]Conforme mostrado na Tabela 4 acima, todos os agentes de fosque- amento revestidos com cera da presente invenção exibiram melhor resistência química em comparação aos obtidos com as amostras comparativas. Nas amos- tras 1 a 4 e na amostra comparativa 1, à medida que o nível de cera aumentou, a resistência química também aumentou, conforme representado pelos valores ΔL* mais baixos.
[096]Além disso, em comparação com a Amostra 9 e as Amostras Compa- rativas 4, 5, o revestimento de cera resultou em resistência química muito melhor do que simples blenda física da sílica com os agentes de fosqueamento à base de orgânicos.
[097]A Tabela 5 abaixo mostra o aprimoramento das propriedades de Avali- ação a Frio dos revestimentos formados com o uso das partículas revestidas da pre- sente invenção aplicando o método de teste de Avaliação a Frio descrito anterior- mente neste documento.
Tabela 5. Resultados do teste de avaliação a frio Número da Carga (g + Mudança nos valores L* amostra de 100 g de solu- Inicial Após 5 Ciclos % alteração revestimento ção de esto- que) 6 5,00 15,5 15,5 0% Comparativo 2 3,00 15,6 21,9 41%
[098]Conforme mostrado, com um revestimento de cera, foi obtida redução significativa (0% de alteração vs. 41% de alteração) de ‘brancura’.
Exemplo 11 - Formação de composições de revestimento específicas adici- onais
[099]Duas composições de revestimento contendo agente de fosqueamen- to adicionais foram preparadas com o uso de (i) sílica revestida com poli-isopreno (4,3 g de poli-isopireno e 10 g de partículas de gel de sílica SYLOID® C807 com vulcanização) formadas com o uso do procedimento descrito no Exemplo 2 acima, e (ii) sílica revestida com poli-isopreno (7,0 g de poli-isopireno e 10 g de partículas de gel de sílica SYLOID® C807 sem vulcanização) formadas com o uso do proce- dimento descrito no Exemplo 3 acima e (iii) partículas comparativas 1 designadas como Comparativo 1 acima. Cada composição de revestimento contendo o agente de fosqueamento foi preparada com o uso do procedimento descrito no Exemplo 7 acima. Após a formação, cada composição de revestimento contendo o agente de fosqueamento foi puxada com o uso do procedimento de puxada de tinta descrito anteriormente neste documento. Após a secagem, cada um dos filmes resultantes foi avaliado quanto ao brilho, clareza de filme e resistência química, de acordo com os métodos descritos acima. A Tabela 6 abaixo resume os resultados.
Tabela 6. Resultados do teste para as amostras de revestimento 12 e 13 e a amostra de revestimento comparativa 1 Dano Carga causado Dano Dano Número da Informações (g + 100 Clareza Brilho por água 50/50 1 h 50/50 4 h amostra de da amostra g de so- de filme a 60° 24 h (ΔL*) (% (ΔL*) (% revestimento de partícula lução de (ΔL*) (ΔL*) (% alteração) alteração) estoque) alteração) 30% de or- gânicos, 3,2 7,8 9,5 12 4,00 14,4 6,37 com vulcani- (22%) (55%) (67%) zação 40% de or- gânicos, 3,2 1,8 6,2 13 6,00 12,5 7,24 sem vulcani- (21%) (12%) (41%) zação Comparativo Sílica não 10,7 19,2 20,0 3,00 12,7 7,59 1 modificada (69%) (124%) (129%)
[0100]Conforme mostrado na Tabela 6 acima, as partículas de sílica reves- tida com poli-isopreno (com ou sem vulcanização) também forneceram resistência química significativa melhorada em comparação com as partículas de sílica não modificadas.
[0101]Embora a invenção tenha sido descrita com um número limitado de modalidades, essas modalidades específicas não se destinam a limitar o escopo da invenção conforme descrito de outro modo e reivindicado na presente invenção.
Pode ficar evidente aos versados na técnica, ao analisarem as modalidades exem- plificadoras da presente invenção, que outras modificações, equivalentes e varia- ções são possíveis. Todas as partes e porcentagens nos exemplos, bem como no restante do relatório descritivo, são expressas em peso, exceto onde especificado em contrário. Adicionalmente, qualquer intervalo de números mencionado no rela- tório descritivo e nas reivindicações, tal como aquele que representa um conjunto particular de propriedades, unidades de medida, condições, estados físicos ou por- centagens, se destina a incorporar literal e expressamente no presente documento, por referência ou de outro modo, qualquer valor que se enquadra em tal faixa, in- clusive qualquer subconjunto de números dentro de qualquer faixa assim mencio-
nada. Por exemplo, sempre que uma faixa numérica com um limite inferior, RL, e um limite superior, RU, for revelada, qualquer número R que se enquadre na faixa é especificamente revelado. Em particular, os números R a seguir, dentro da faixa, são especificamente revelados: R = RL + k(RU - RL), em que k é uma variável que se situa na faixa de 1% a 100% com um incremento de 1%, por exemplo, k é 1%, 2%, 3%, 4%, 5%. ... 50%, 51%, 52%. ... 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ou 100%.
Além disso, qualquer faixa numérica representada por quaisquer dois valores de R, conforme calculados acima, também é especificamente revelada. Quaisquer modi- ficações da invenção, além daquelas aqui mostradas e descritas, serrão evidentes aos versados na técnica a partir da descrição acima e dos desenhos em anexo.
Tais modificações são destinadas a fazer parte do escopo das reivindicações em anexo. Todas as publicações citadas na presente invenção são incorporadas, a título de referência, em sua totalidade.

Claims (18)

REIVINDICAÇÕES
1. Agente de fosqueamento, CARACTERIZADO por compreender: partículas de sílica que têm uma superfície de partícula; e mais que 30,0 por cento, em peso (%, em peso), com base em um peso total das ditas partículas de sílica, de (i) uma ou mais ceras, (ii) um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) aplicados como revestimento à dita superfície de partícula.
2. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as ditas partículas de sílica compreenderem 31,0%, em peso, a cerca de 50,0%, em peso, com base em um peso total das ditas partículas de sílica, da (i) dita uma ou mais ceras, (ii) dito um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combi- nação de (i) e (ii) sobre a dita superfície de partícula, de preferência de cerca de 40,0%, em peso, a cerca de 50,0%, em peso, com base em um peso total das ditas partículas de sílica, da (i) dita uma ou mais ceras, (ii) dito um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) na dita superfície de partícula.
3. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as ditas partículas de sílica compreenderem partículas de gel de sílica, sílica precipitada ou sílica pirolisada.
4. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as ditas partículas de sílica terem um volume total dos po- ros de cerca de 0,30 cc/g a cerca de 2,20 cc/g, conforme determinado pelo método de Barrett, Joyner e Halenda (BJH), de preferência de cerca de 0,40 cc/g a cerca de 2,20 cc/g, com mais preferência de cerca de 1,8 cc/g a cerca de 2,0 cc/g.
5. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as partículas de sílica terem uma área de superfície de par- tícula de BET de pelo menos cerca de 100 m2/g até 1.500 m2/g ou mais, de prefe- rência de pelo menos cerca de 200 m2/g até 900 m2/g.
6. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as ditas partículas de sílica revestidas terem um tamanho médio de partícula de cerca de 1,0 mícron (µm) a cerca de 50 µm.
7. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as ditas partículas revestidas compreenderem a dita uma ou mais ceras, sendo que a dita uma ou mais ceras compreendem, de preferência, uma cera de hidrocarboneto, uma cera de parafina, uma cera de polietileno, uma cera de polipropileno, uma cera de origem vegetal, uma cera de origem animal ou qualquer combinação das mesmas, sendo que a dita uma ou mais ceras compreendem, com mais preferência, uma cera de polietileno, uma cera de polipropileno ou uma combina- ção das mesmas, sendo que a dita uma ou mais ceras compreendem, em particular, uma cera de polietileno que tem um peso molecular médio de pelo menos 2.000.
8. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as partículas revestidas compreenderem um ou mais polí- meros, sendo que o dito um ou mais polímeros, de preferência, compreendem poli- dieno, polidieno vulcanizado, poliacrilamida, polivinil polipirrolidona, acetato butirato de celulose ou qualquer combinação dos mesmos, sendo o dito um ou mais polí- meros compreendem, com mais preferência, polidieno, polidieno vulcanizado ou qualquer combinação dos mesmos, sendo que o dito um ou mais polímeros com- preendem, em particular, polidieno vulcanizado.
9. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por as ditas partículas revestidas serem partículas de fluxo li- vre.
10. Agente de fosqueamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por, quando incorporado a uma composição de reves- timento e aplicado sobre um substrato, possibilitar que a composição de revesti- mento forme um filme que tem uma clareza de filme ΔL* menor que 7,0 unidades,
conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil, ou quando incorporado a uma composição de revestimento e aplicado sobre um substrato, possibilitar que a composição de revestimento apresente um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 5,0 unidades, conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil, quando incorporado a uma composição de revestimento e aplicado sobre um substrato, possibilitar que a composição de revestimento apresente um dano causa- do por água/etanol de 50/50 de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades, conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil, ou quando incorporado a uma composição de revestimento e aplicado sobre um substrato, possibilitar que a composição de revestimento apresente um dano causado por água/etanol de 50/50 de 4 h ΔL* menor que 16,0 unidades, conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil, ou quando incorporado a uma composição de revestimento e aplicado sobre um substrato, possibilitar que a composição de revestimento apresente (i) uma cla- reza de filme ΔL* menor que 7,0 unidades, (ii) apresente um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 4,0 unidades, (iii) um dano causado por água/etanol de 50/50 de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades e (iv) um dano causado por água/etanol de 50/50 de 4 h ΔL* menor que 10,0 unidades, todos medidos com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil.
11. Método para preparar o agente de fosqueamento, de acordo com a rei- vindicação 1, sendo o dito método CARACTERIZADO por compreender: colocar as partículas de sílica porosas em contato com (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii), de mo- do a formar uma partícula de sílica revestida.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que a dita etapa de contato compreende:
dissolver (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) em um solvente para formar uma suspensão ou dispersão; incorporar as partículas de sílica à suspensão ou dispersão; e remover o solvente da suspensão ou dispersão para formar partículas de sílica revestidas, ou em que a dita etapa de contato compreende: fundir (i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii) para formar um revestimento líquido; e incorporar as partículas de sílica ao revestimento líquido para formar partículas de sílica revestidas, ou CARACTERIZADO por a dita etapa de contato compreender: misturar ou moer simultaneamente (a)(i) a uma ou mais ceras, (ii) o um ou mais polímeros, ou (iii) qualquer combinação de (i) e (ii), e (b) as partículas de sílica com calor para formar partículas de sílica revestidas.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO por com- preender adicionalmente: adicionar enxofre elementar, um promotor de vulcanização ou ambos ao um ou mais polímeros, sendo que o promotor de vulcanização compreende, de prefe- rência, enxofre elementar e/ou zimato de butila.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 e 13, CARACTERIZADO por compreender adicionalmente: reduzir o tamanho de partículas das partículas de sílica revestidas para ob- ter partículas que têm um tamanho de partícula final menor que 100 mícrons (µm) e, de preferência, compreender adicionalmente: formar partículas de sílica revestidas que têm um primeiro tamanho de par-
tícula menor que cerca de 500 mícrons (µm); tratar por calor as partículas revestidas em uma temperatura elevada por um período de tempo de tratamento por calor; permitir que as partículas revestidas tratadas por calor resfriem; e moer as partículas revestidas tratadas por calor de modo a resultar em um tamanho de partícula final menor que cerca de 100 µm, sendo que a dita etapa de moagem resulta, de preferência, em partículas revestidas que têm um tamanho de partícula final menor que cerca de 45 µm, sendo que as partículas revestidas são, de preferência, tratadas por calor em temperatura elevada na faixa de cerca de 90°C a cerca de 140°C, e o período de tempo de tratamento por calor situa-se na faixa de cerca de 1,0 hora (h) a cerca de 4,0 h, e sendo que, de preferência, uma ou mais ceras estão presentes, e a temperatu- ra elevada situa-se na faixa de cerca de 100°C a cerca de 130°C e o período de tempo de tratamento por calor situa-se na faixa de cerca de 1,0 h a cerca de 1,5 h, ou sendo que um ou mais polímeros estão presentes, e a temperatura elevada situa-se na faixa de cerca de 90°C a cerca de 100°C, e o período de tempo de tra- tamento por calor situa-se na faixa de cerca de 2,5 h a cerca de 3,5 h.
15. Composição de revestimento CARACTERIZADA por compreender o agente de fosqueamento, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1, 3, 7 e 8, sendo que a dita composição compreende, de preferência, uma compo- sição aquosa.
16. Substrato revestido com a composição de revestimento, conforme defini- do na reivindicação 15, sendo o dito substrato CARACTERIZADO por compreender, de preferência, um substrato de madeira.
17. Método para melhorar a resistência química, resistência ao estresse térmi- co, resistência a intempéries, clareza de filme ou qualquer combinação das mesmas, de uma composição à base de água aplicada a um substrato de madeira, sendo o dito mé- todo CARACTERIZADO por compreender: incorporar o agente de fosqueamento, conforme definido na reivindicação 1, à composição de revestimento; aplicar a composição de revestimento em pelo menos uma superfície de um substrato de madeira para formar um revestimento; e secar o revestimento para formar um filme sobre pelo menos uma superfície do substrato de madeira.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO por o filme exibir uma clareza de filme ΔL* menor que 7,0 unidades, conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil e/ou sendo que o filme exibe um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 5,0 unidades, conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil, e/ou sendo que o filme exibe um dano causado por água/etanol de 50/50 água de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades, conforme medido com o uso de um coloríme- tro Spectro-Guide 45/0 portátil, e/ou sendo que o filme exibe um dano causado por água/etanol de 50/50 água de 4 h ΔL* menor que 16,0 unidades, conforme medido com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil, e/ou sendo que o filme exibe (i) uma clareza de filme ΔL* menor que 7,0 unida- des, (ii) exibe um dano causado por água de 24 h ΔL* menor que 4,0 unidades, (iii) um dano causado por água/etanol de 50/50 de 1 h ΔL* menor que 8,0 unidades e (iv) um dano causado por água/etanol de 50/50 de 4 h ΔL* menor que 10,0 unida- des, todos medidos com o uso de um colorímetro Spectro-Guide 45/0 portátil.
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