BRPI0615414A2 - utilização no tratamento superficial da madeira hidrofugada de uma dispersão aquosa e madeira hidrofugada - Google Patents
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Abstract
UTILIZAçãO NO TRATAMENTO SUPERFICIAL DA MADEIRA HIDROFUGADA DE UMA DISPERSãO AQUOSA E MADEIRA HIDROFUGADA. A presente invenção se refere à utilização no tratamento superficial da madeira hidrofugada de uma dispersão aquosa que compreende pelo menos um látex obtido pela polimerização em emulsão de uma mistura de monómeros que compreendem pelo menos um monómero B acrílico que comporta pelo uma função ureído.
Description
"UTILIZAÇÃO NO TRATAMENTO SUPERFICIAL DA MADEIRA HIDROFUGADA DE UMA DISPERSÃO AQUOSA E MADEIRA HIDROFUGADA"
A presente invenção refere-se à indústria dos materiais lignocelulósicos notadamente ao domínio do tratamento superficial da madeira. Ela descreve em particular uma composição aquosa que compreende um látex acrílico que traz pelo menos uma função ureído bem como a utilização de tal composição no tratamento da madeira, mais particularmente a madeira previamente tratada com um corpo graxo.
A madeira natural é utilizada como material na construção para fabricar peças destinadas em certos casos a serem expostas às condições externas: serve, por exemplo, para a fabricação de portas, de postigo ou marcos.
Estas peças nunca são deixadas sem tratamento prévio. Em geral são recobertas de um revestimento de superfície que comporta eventualmente várias camadas (uma base niveladora, uma tinta, uma camada de acabamento) cuja função é embelezar e proteger a madeira contra o envelhecimento devido à exposição à chuva e à radiação UV.
A madeira pode igualmente sofrer previamente um tratamento na massa, geralmente com um corpo graxo, a fim de aumentar a durabilidade limitando a quantidade de água retida pela madeira em contato com a umidade.
A água tem, com efeito, um efeito nefasto, pois favorece o desenvolvimento das espécies xilófagas e conduz a uma modificação dimensional da madeira (a madeira "incha"), o que induz a formação de fendas.
Na seqüência, faremos referência a madeiras que sofreram um tratamento na massa com este corpo graxo sob o termo de madeiras "hidrofugada" tais como as madeiras termo-lubrificadas desenvolvidas pela sociedade Oléobois, as madeiras tratadas de acordo com o pedido de patente FR 2.801.241 que descreve um processo desenvolvido pelo CIRAD, bem como as madeiras descritas de acordo com WO 05/007369, WO 03/049913, WO 04/033171. Uma atenção particular é trazida às madeiras desenvolvidas pela sociedade Lapeyre como descrito pela patente WO 03/084723.
A requerente interessa principalmente a camada de base niveladora depositada diretamente em contato com a madeira fazendo referência exclusivamente a ligantes depositados em fase aquosa (pois apresentam vantagens em termos de menor toxicidade e impacto mais baixo no meio ambiente em comparação aos ligantes depositados a partir de solventes). Esta camada necessita ter uma adesão durável sobre a madeira para que as diferentes funções protetoras e decorativas do revestimento sejam mantidas no tempo.
A adesão desta camada é difícil de garantir, se a madeira sofreu previamente um tratamento para torná-la hidrófoba.
De modo geral, é difícil depositar sobre a madeira "hidrófoba" natural ou aglomerado um ligante em fase aquosa sem se expor a fenômenos de não-absorção do líquido.
Com efeito, a água tem tendência a "perlar" sobre a madeira tratada e o filme de revestimento se retrai parcialmente antes de ter tido tempo de secar, o que prejudica as suas qualidades estéticas e protetoras. Além disso, uma vez que o filme está seco, é necessário garantir uma adesão sobre um suporte dito de baixa energia (o que significa que à escala molecular, é difícil estabelecer entre a madeira tratada e o revestimento de ligações além das ligações de Van Der Waals que são pouco adesivos).
Além disso, o tratamento "hidrófobo" pode apresentar fenômenos de exsudação, que apresentam o inconveniente de formar uma camada líquida não adesiva entre o revestimento e a madeira. Do mesmo modo, sobre madeira não tratada na massa por um tratamento "hidrófobo", é difícil garantir uma boa adesão em condições úmidas por duas razões. Por um lado, a madeira sendo hidrófila, moléculas de água podem surgir mais facilmente à interface entre o revestimento e a madeira e quebrar algumas das ligações que asseguram a adesão. Este fenômeno é particularmente verdadeiro para ligantes depositados a partir de uma fase aquosa (que são estabilizadas por moléculas hidrófilas, que continuam sensíveis à água incluindo aí no revestimento seco). Por outro lado, a variação dimensional da madeira na presença de água induz a resistências laterais no revestimento que podem provocar fenômenos de descoesão.
A requerente descobriu que os problemas evocados precedentemente e além de outros podem ser resolvidos pela utilização de um látex que traz pelo menos uma função ureído. Com efeito, a demandista descobriu que um látex acrílico que
contém pelo menos uma função ureído apresenta uma adesão reforçada sobre os materiais ligno-celulósicos, notadamente a madeira hidrofugada, incluindo em condições úmidas.
Por "madeira hidrofugada", entende-se aqui uma madeira bruta natural ou aglomerado que sofreu pelo menos um tratamento destinado a tornar a superfície externa da madeira hidrófoba, notadamente por aplicação de um corpo graxo sintético, origem vegetal ou animal.
A solução encontrada pela demandista é baseada na utilização, no tratamento superficial da madeira hidrofugada, de uma dispersão aquosa que compreende pelo menos um látex obtido pela polimerização em emulsão de uma mistura de monômeros, compreendendo pelo menos um monômero que comporta pelo menos uma função ureído.
Mais precisamente, o primeiro objeto da presente invenção é a utilização no tratamento superficial da madeira hidrofugada de uma dispersão aquosa que compreende pelo menos um látex obtido pela polimerização em emulsão de uma mistura de monômeros que compreendem pelo menos um monômero acrílico que comporta pelo menos uma função ureído.
Por "função ureído", entende-se aqui uma função de fórmula geral (Ia):
<formula>formula see original document page 5</formula>
- Ri e R2 representam independentemente hidrogênio, um grupo alquila linear ou ramificado que tem de 1 a 6 átomos de carbono, um grupo cicloalquila que tem de 5 a 15 átomos de carbono tal como a ciclo- hexila, um grupo arila que tem de 5 a 15 átomos de carbono tal como a fenila, um grupo aralquila que tem de 6 a 12 átomos de carbono tal como o metilbenzila, estes grupos podendo ser substituídos eventualmente por um ou vários grupos escolhidos dentre halogênio, amina, hidroxila, carboxila.
A função ureído é dita "cíclica" quando Ri e R2 estão ligados entre si pelo através de um grupo alquileno que tem de 2 a 3 átomos de carbono, trazendo eventualmente um ou vários grupos alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila, tais como o etileno, propileno, trimetileno. Por "monômero acrílico", entende-se um monômero que comporta a função de fórmula
<formula>formula see original document page 5</formula>
onde:
- R4 e R5 representam independentemente hidrogênio, um grupo alquila linear ou ramificado que tem de 1 a 6 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila, um grupo cicloalquila que tem de 5 a 8 átomos de carbono, um grupo arila ou aralquila que tem de 6 a 12 átomos de carbono, trazendo eventualmente um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente fenila, metilfenila, benzila ou metilbenzila, - Z é O ou S5 de preferência O.
O monômero acrílico compreende em particular os monômeros acrílicos bem como os monômeros metacrílicos. Pode-se citar notadamente os ácidos (met)acrílicos, os ésteres (met)acrílicos e (met)acrilonitrila. entre os monômeros acrílicos que levam pelo menos uma função ureído úteis para a preparação do látex, ele pode-o -se citar o que responde à fórmula geral seguinte (Ic): <formula>formula see original document page 6</formula>
onde:
- R4 e R5 representa independentemente um hidrogênio, um grupo alquila linear ou ramificado que tem de 1 a 6 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila, um cicloalquila que tem de 5 a 8 átomos de carbono, um grupo arila ou aralquila que tem de 6 a 12 átomos de carbono, trazendo eventualmente um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente fenila, metilfenila, benzila ou metilbenzila,
-A1 um grupo alquileno que tem de 2 a 3 átomos de carbono tal como
-CH2-CH2-, -CH(CH3)CH2-, oxialquileno de 2 a 3 átomos de carbono tal como -O-CH2-CH2-, -O-CH(CH3)CH2- ou aminoalquileno de 2 a 3 átomos de carbono tal como -N-CH2-CH2-, -N-CH(CH3)CH2-,
- R1 e Rz representam independentemente hidrogênio, um grupo alquila linear ou ramificado que tem de 1 a 6 átomos de carbono, um grupo cicloalquila que tem de 5 a 15 átomos de carbono tais como ciclo- hexila, um grupo arila que tem de 5 a 15 átomos de carbono tais como a fenila, um grupo aralquila que tem de 6 a 12 átomos de carbono tais como a metilbenzila ou benzila. Eles podem estar ligados entre si por exemplo através de um grupo alquileno linear que tem de 2 a 4 átomos de carbono, tais como o etileno, propileno, trimetileno, trazendo eventualmente um ou vários grupos alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila,
- R3 é hidrogênio ou um grupo alquila de 1 a 8 átomos de carbono eventualmente interrompido ou substituído por um heteroátomo, notadamente um oxigênio, e
-ZeX são independentemente O ou S, preferivelmente O.
Em um modo de realização preferido, os monômeros (met)acrílicos que trazem pelo menos uma função ureído são os que respondem à fórmula geral seguinte (Id):
H2C=CRZA1 N(R1)CXNR2R3 (Id)
na qual:
-Ré um grupo metila,
- A1, R1, R2, R3, Z e X têm a mesma significação que a dada precedentemente.
Dentre os monômeros que trazem pelo menos uma função ureído, pode-se citar muito particularmente esses que compreendem o ciclo seguinte (Ie):
<formula>formula see original document page 7</formula>
no qual:
- A representa um grupo alquileno de 2 a 4 átomos de carbono, como o etileno, propileno, trimetileno, trazendo eventualmente um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila,
- X é O ou S, preferivelmente O.
Um dos átomos de nitrogênio do ciclo (Ie) está ligado ao grupo que traz a ligação etilênica polimerizável enquanto que o outro átomo de nitrogênio está ligado a um hidrogênio ou a um grupo tal como um grupo metilol, alcoximetila ou a um grupo alquila que tem de 1 a 8 átomos de carbono.
De acordo com a invenção, o ciclo preferido é:
<formula>formula see original document page 8</formula>
Dentre os monômeros acrílicos que trazem pelo menos uma função ureído cíclico, pode-se citar de preferência esses correspondente à seguinte fórmula (If):
<formula>formula see original document page 8</formula>
(If)
na qual:
- R4 e R5 têm a mesma significação que dada precedentemente,
-AeA' representam um grupo alquileno de 2 a 4 átomos de
carbono, como o etileno, propileno, trimetileno, trazendo eventualmente um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila,
- X é O ou S, de preferência O.
Dentre os monômeros que respondem à fórmula precedente, pode-se citar o beta-ureído etil vinil éter, o beta-ureído etil vinil sulfeto, o beta -tioureído etil vinil éter, o N-(beta-ureído etil)acrilamida denominado igualmente o etileno uréia etila metacrilamida e designado em seguida pelo monômero Bl de fórmula (Ig):
A fim de obter o látex utilizado de acordo com a invenção, emprega-se uma mistura de monômeros que podem comportar:
a- de 60 a 99% em peso do peso total dos monômeros pelo menos um monômero A escolhido dentre o estireno ou seus derivados; o butadieno; o cloropreno; os ésteres (met)acrílicos tais como o metacrilato de metila, o acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil hexila; os ácidos (met)acrílicos tais como o ácido acrílico, o ácido metacrílico; o anidrido maleico; os ésteres vinílicos tais como o acetato de vinila, o versatato de vinila; as nitrilas vinílicos e os monômeros sulfonatados tais como o 1-alilóxi-2-hidroxipropilsulfonato de sódio ou potássio (COPS), o alilsulfonato de sódio ou potássio (MTAS), ou o acrilamidometilpropanossulfonato de sódio ou de potássio (AMPS), e
b- de OjI a 40% em peso do peso total dos monômeros de pelo menos um monômero B dentre os monômeros (met)acrílicos que trazem pelo menos uma função ureído, notadamente o etileno uréia etila metacrilamida.
O monômero etilenicamente insaturado A de acordo com a invenção é qualquer monômero polimerizável por via radicalar em emulsão pelas técnicas bem conhecidas pelo especialista. Dentre estes monômeros, pode-se citar muito particularmente esses que corresponde à seguinte fórmula
(Ha):
CXdX'd (= CVd- CV'd)t = CH2 (IIa)
onde:
- Xd5 X'd, idênticos ou diferentes, representam H, um grupo alquila ou um halogênio,
- Vd, V'd, idênticos ou diferentes, representam H, um halogênio ou um grupo R, OR, OCOR, NHCOH, OH, NH2, NHR, N(R)2, (R)2N+O", NHCOR, CO2H, CO2R, CN, CONH2, CONHR ou CONR2, nos quais R, idênticos ou não, são escolhidos dentre os grupos alquila, arila, aralquila, alcarila, alceno ou organossilila, eventualmente perfluorados e eventualmente substituídos por um ou vários grupos carbonila, carboxila, epóxi, hidroxila, alcóxi, amina, halogênico ou sulfônicos, ou sob forma de seus sais,
- 1 vale O ou 1. De acordo com um modo de realização particular da invenção, os monômeros empregados são de preferência monômeros hidrófobos.
A título de ilustração de monômeros hidrófobos, pode-se citar notadamente o estireno ou seus derivados, o butadieno, o cloropreno, os ésteres (met)acrílicos, os ésteres vinílicos e os nitrilas vinílicos.
Por ésteres (met)acrílicos, designam-se os ésteres do ácido acrílico e do ácido metacrílico com os álcoois em CrCn hidrogenados ou fluorados, de preferência CrC8.
As nitrilas vinílicas incluem mais particularmente os que têm de 3 a 12 átomos de carbono, como em particular o acrilonitrila e o metacrilonitrila. É necessário notar que estireno pode ser substituído inteira ou parcialmente por derivados como o alfametilestireno ou o viniltolueno.
Os outros monômeros etilenicamente insaturados, utilizáveis sozinhos ou em misturas, ou copolimerizáveis com os monômeros acima são notadamente:
- os ésteres vinílicos de ácido carboxílico como o acetato de vinila e do versatato de vinila,
- os halogenetos de vinila,
- as amidas da vinilamina,
- os monômeros etilênicos insaturados que comportam um grupo amina secundário, terciário ou quaternário, ou um grupo heterocíclico que contém nitrogênio. Do mesmo modo é possível utilizar monômeros zuiteriônicos como, por exemplo, o acrilato de sulfopropil (dimetil)aminopropila.
Nota-se que é possível empregar monômeros hidrófüas, como por exemplo:
- os ácidos mono - e di-carboxílicos insaturados etilênicos,
- os mono-alquilaésteres dos ácidos dicarboxílicos do tipo citado com os alcanóis que têm de preferência 1 a 4 átomos de carbono e os seus derivados N-substituídos,
- as amidas dos ácidos carboxílicos insaturados,
- os monômeros etilênicos que comportam um grupo ácido sulfônico e os seus sais alcalinos ou de amônio,
- as amidas dos ácidos carboxílicos insaturados, como a acrilamida, a metacrilamida, a N-metilolacrilamida ou a N-metilolmetacril- amida, as N-acrilamidas.
De acordo com um modo de realização preferido, pode-se citar os monômeros etilenicamente insaturados que correspondem à seguinte fórmula
<formula>formula see original document page 11</formula>
onde:
- Xe e X'e, idênticos ou diferentes, representam hidrogênio, um grupo alquila que tem de 1 a 4 átomos de carbono ou um halogênio, notadamente F, Cl ou BR,
- Ve e V'e, idênticos ou diferentes, representam hidrogênio, um halogênio, notadamente F, BR ou Cl, ou um grupo R, CH2ORi OR, OCOR, NHCOH, OH, NH2, NHR, N(R)2, (R)2N+O', NHCOR, CO2H, CO2R, CN, CONH2, CONHR ou CONR2, nos quais, idênticos ou não, são escolhidos dentre os grupos alquila que têm de 1 a 12 átomos de carbono, os grupos arila, notadamente um grupo fenila, aralquila, alcarila, alceno ou organossilila, eventualmente perfluorados e eventualmente substituídos por um ou vários grupos carbonila, carboxila, epóxi, hidroxila, alcóxi, amina, halogênico ou sulfônicos, ou sob forma de seus sais.
Em um outro modo de realização, Xe e Ve podem estar ligados por um grupo alquileno que tem de 2 a 3 átomos de carbono, tais como o etileno, propileno, trimetileno, podendo ser substituídos por um grupo carbonila. Pre feri velmente, pode-se escolher o monômero etilenicamente insaturado entre estireno ou seus derivados; o butadieno; cloropreno; os ésteres (met)acrílicos como metacrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etilo hexila; os ácidos (met)acrílicos como o ácido acrílico, o ácido metacrílico; o anidrido maleico; os ésteres vinílicos como o acetato de vinila, o versatato de vinila; os nitrilas vinílicos e os monômeros sulfonatados tais como o l-alilóxi-2-hidroxipropilsulfonato de sódio ou potássio (COPS)j o alilsulfonato de sódio ou potássio (MTAS) ou o acrilamidometilpropanossulfonato de sódio ou potássio (AMPS).
O monômero B é utilizado vantajosamente a um teor compreendido entre 0,5% e 20%, em particular entre 1% e 10% em peso do peso total dos monômeros a polimerizar.
O látex da invenção pode ser obtido pelas técnicas de polimerizaçao em emulsão adaptadas e que são conhecidas bem do homem do ofício como descritas abaixo.
A reação de polimerização de acordo com a invenção tem lugar na presença de um dispositivo de ignição de polimerização radicalar.
Este último pode ser escolhido dentre os iniciadores classicamente utilizados em polimerização radicalar. Pode tratar-se, por exemplo, de um dos seguintes iniciadores:
- os peróxidos de hidrogênio tais como: hidroperóxido butila terciário, hidroperóxido de cumeno, o t-butil-peroxiacetato, o t-butilperoxi- benzoato, o t-butilperoxioctoato, o t-butilperoxi - neodecanoato, o t- butilperoxiisobutirato, o peróxido de lauroíla, o t-amilperoxipivalato, o t- butilperoxipivalato, o peróxido de dicumila, o peróxido benzoíla, o persulfato de potássio, o persulfato de amônio,
os compostos azóicos tais como: o 2-2'-azobis (isobutironitrila), o 2,2'-azobis(2-butanonitrila), o 4,4'-azobis(4-ácido pentanoíco), o 1,1 '-azobis(ciclo-hexano-carbonitrila), o 2-(t-butilazo)-2- cianopropano, o 2,2'-azobis[2-metil-N-(l, 1 )-bis(hidroximetil)-2-hidroxietil] propionamida, o 2,2'-azobis(2-metil-N-hidroxietil]-propionamida) o dicloreto de 2,2'-azobis (Ν,Ν'-dimetilenoisobutiramidina), o dicloreto de 2,2'-azobis (2-amidinopropano), o 2,2'-azobis (N,N'-dimetilenoisobutiramida), o 2,2'- azobis(2-metil-N-[ 1,1 -bis(hidroximetil)-2-hidroxietil] propionamida), o 2,2'- azobis(2-metil-N-( 1,1 -bis (hidroximetil)etil] propionamida), o 2,2'-azobis[2- metil-N-(2-hidroxietil) propionamida], o 2,2'-azobis(isobutiramida) diidrato,
- os sistemas redox que comportam combinações tais como:
- as misturas de peróxido de hidrogênio, de alquila, perésteres, percarbonatos e similares e de quaisquer sais de ferro, sais titanosos, formaldeído sulfoxilato de zinco ou formaldeído sulfoxilato de sódio, e açúcares redutores,
- os persulfatos, perborato ou perclorato de metais alcalinos ou amônio em associação com um bissulfito de metal alcalino tal como o metabissulfito de sódio, e açúcares redutores,
- os persulfatos de metal alcalino em associação com um ácido arilfosfônico como o ácido benzeno fosfônico e outros similares, e açúcares redutores.
A reação de polimerização acontece de maneira clássica.
Ela é feita na presença de um tensoativo não iônico ou aniônico escolhida dentre o mono -, di - ou trialquilfenóis alcoxilados, os mono -, di - ou tristirilfenóis alcoxilados, os álcoois graxos alcoxilados e os sais alcalinos ou de amônio de sulfatos de alquila em C8-C12, os semi-ésteres de álcoois graxos alcoxilados sulfatados, os ésteres sulfonatos de alquila em C12-C18, etc.
A temperatura de polimerização é ela própria clássica também. A título de ilustração, a temperatura é compreendida entre 50° e 120°C, mais particularmente entre 70° e IOO0C.
De modo geral, o polímero, ou ligante, constituinte essencial do látex, representa de 30 a 60% em peso do peso total do látex.
O látex da invenção apresenta uma temperatura mínima de filmificação compreendido entre 0o e 80°C e, de preferência, entre 0o e 40°C e uma temperatura de transição vítrea compreendida entre -20° e 90°C e, de preferência, entre IOe 50°C.
O tratamento superficial pode ser realizado sobre madeira hidrofugada bruta natural ou aglomerado. A madeira hidrofugada é obtida a partir de uma madeira bruta por um tratamento na massa por um corpo graxo, notadamente um corpo graxo sintético ou de origem vegetal ou animal.
A madeira hidrofugada pode ser obtida a partir de uma madeira natural bruta, por exemplo de acordo com o processo descrito por WO 96/038275 que consiste em impregnar a madeira pelos meios de óleo vegetal e/ou de qualquer corpo graxo de origem animal ou mineral. Pode-se citar, para esse efeito, notadamente os ácidos e os álcoois graxos saturados, mono- ou poliinsaturados bem como os seus derivados, como os ésteres ou os anidridos, por exemplo o anidrido maleico. O tratamento pode ser este último descrito por exemplo em WO 03/084723 no qual o tratamento é efetuado por enxerto com um anidrido misto exceto o anidrido misto de ácido acético/benzóico, de preferência entre IOO0C e 140°C. O anidrido misto pode ser preparado partir, por exemplo, de cloreto de ácido e éster carboxílico, cloreto de ácido e sal de ácido carboxílico ou um de anidrido de ácido carboxílico linear e de um ácido graxo. Pode-se também mencionar o processo descrito por WO 03/049913 citado precedentemente.
A madeira bruta que pode ser tratada de acordo com a invenção é escolhida geralmente dentre a faia, o pinheiro, o sipo, o carvalho, o jacarandá, o meranti, o curupixá, o eucalipto ou o tauari.
O especialista sabe definir e acrescentar na composição da invenção todos os ingredientes e aditivos necessários à sua realização, e isto de acordo com a aplicação e a madeira escolhidos. Assimj a composição da invenção pode compreender por exemplo um plastificante, um silano e um anti-UV, e isto respeitando as proporções mássicas seguintes:
a. Látex de 89 a 100%
b. Plastificante de 0 a 5%
c. Silano de 0 a 1%
d. Anti UV de 0 a 5%.
Geralmente, o "plastificante" é um composto líquido pouco ou parcialmente solúvel na água destinado a abaixar a temperatura de transição vítrea do látex. Pode-se citar notadamente o Texano 1® (Trimetil hidroxipentil Isobutirato) comercializado por Eastman.
Geralmente, o composto "anti-UV" é um composto mineral ou orgânico caracterizado por uma boa transparência no que diz respeito à radiação visível e uma forte absorção da radiação UV. Pode-se citar como exemplo nanopartículas de óxido de cério de cerca de 10 nm de diâmetro.
O silano permite notadamente reforçar a adesão sobre a madeira hidrofugada em tempos curto.
De preferência, o silano é um composto que apresenta a seguinte fórmula geral:
Rc-[SI(Rd)(ORe)(ORf)]m .
- Rc representa um grupo alquila ou alcano linear, ramificado ou cíclico que comporta de 1 a 30 átomos de carbono eventualmente substituído e/ou interrompido por um ou vários heteroátomo (s), notadamente um oxigênio, um enxofre ou um nitrogênio, ou um grupo arila ou aralquila que comporta de 5 a 30 átomos de carbono, eventualmente substituído e/ou interrompido por um ou vários heteroátomo(s), notadamente um oxigênio, um enxofre ou um nitrogênio, ou substituído por um grupo carbonila, um grupo carboxila, um grupo amino, alquilamino, amida, nitrila, epóxi, ou um grupo que comporta uma função vinílica ou acrílica, notadamente metacrílico, ou um grupo ureído, - Rd representa um hidrogênio, Orei, ORf ou um grupo alquila linear ou ramificado de 1 a 5 átomos de carbono, eventualmente substituído e/ou interrompido por um ou vários heteroátomos, notadamente um oxigênio ou um nitrogênio,
- Re e Rf representam independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila linear ou ramificado de 1 a 5 átomos de carbono,
m está compreendido entre 1 e 3.
Em particular, o silano utilizado pode ser γ-glicidoxipropila trimetoxissilano.
Mais geralmente, o silano de acordo com a invenção pode ser escolhido dentre:
- Octiltrietoxissilano,
- Metil trietoxissilano,
- Metil trimetoxissilano,
- tris-[3-(trimetoxisilil)propil] isocianurato,
- γ-Mercaptopropil trimetoxissilano,
- bis-(3-[Trietoxisilil]propil) polissulfeto,
- bis-(3-[Trietoxisilil] propil) dissulfeto,
- γ-Aminopropil trietoxissilano,
- γ-Aminopropil trimetoxissilano,
- N-(P-Aminoetil)- γ-Aminopropil trimetoxissilano,
- bis-^-(Trimetoxisilil) propil] aminado,
- N-(P-Aminoetil)^-Aminopropil metildimetoxissilano,
- N-fenil-γ-Aminopropil trimetoxissilano,
- N-etil^-aminoisobutil trimetoxissilano,
- 4-Amino-3,3 -dimetilbutil trimetoxissilano,
- 4-Amino-3,3-dimetilbutilmetil dimetoxissilano,
- γ-Ureidopropil trialcoxissilano,
- γ-Ureidopropil trimetoxissilano, - γ-Isocianatopropil trietoxissilano,
- γ-Isocianatopropil trimetoxissilano,
- β-(3,4-Epoxiciclo-hexil) etil trimetoxissilano,
- γ-Glicidoxipropil trimetoxissilano,
- β-(3,4-epoxiciclo-hexil)-etil trietoxissilano,
- γ-Glycidoxipropil metildietoxissilano,
- Vinil trietoxissilano,
- Vinil trimetoxissilano,
- Vinil tris-(2-metoxietóxi)silano,
- Vinil metildimetoxissilano,
- Vinil triisopropoxissilano,
- γ-Metacriloxipropil trimetoxissilano,
- γ-Metacriloxipropil triisopropoxissilano, e
- γ-Metacriloxipropil trietoxissilano.
O segundo objeto da presente invenção é um material ligno- celulósico, de preferência uma madeira hidrofugada, obtido pela utilização da dispersão aquosa de acordo com a invenção.
Os exemplos seguintes ilustram a invenção sem limitar o alcance. Eles mostram que, em relação às amostras testemunhas sintetizadas nas mesmas condições, mas sem o monômero Blj a adesão após ciclos de umidade e secagem é reforçada com os látex da invenção. Exemplos:
Exemplo 1: síntese dos látex de acordo com a invenção
Látex A (de acordo com a invenção): Em um reator inox de volume 25 1, carrega-se 3.000 g de água, 53,5 g de tensoativo aniônico, 100 g de um monômero copolimerizável sulfonatado. Paralelamente, uma emulsão é preparada misturando 3.840 g de água, 100 g do mesmo tensoativo aniônico, 100 g de ácido acrílico, 160 g de monômero BI, 4.550 g de metacrilato de metila, 3.450g acrilato de 2-etil hexila. 7,5% desta emulsão é colocada no reator. O reator é em seguida levado à 80°C. Alimenta-se em 6,5 h o resto da emulsão e uma solução aquosa de persulfato (5 g de persulfato de amônio para 500 g de água). Após estas introduções, a temperatura é mantida à 80°C durante lhe depois o látex é resfriado. Seu pH é levado à 8 por adição de amoníaco.
Látex A (referência): o mesmo processo e as mesmas composições de monômeros são empregadas, exceto monômero Bl que foi suprimido.
Látex B (de acordo com a invenção): Em um reator de inox de volume 25 1, carrega-se 3.OOOg de água, 53,5g de tensoativo aniônico, 100 g de um monômero copolimerizável sulfonatado. Paralelamente, uma emulsão é preparada misturando 3.840 g de água, 100 g do mesmo tensoativo aniônico,100 g de ácido acrílico, 160 g de monômero BI, 4.000 g metacrilato de metila, 4.000 g de acrilato de 2-etil-hexila. 7,5% desta emulsão é colocada no reator. O reator é em seguida levado a 80°C. Alimenta-se sobre 6,5 h o resto da emulsão e uma solução aquosa de persulfato (5 g de persulfato de amônio para 500 g de água). Após estas introduções, a temperatura é mantida a 80°C durante lhe depois o látex é resfriado. Seu pH é levado à 8 por adição de amoníaco.
Látex B (referência): o mesmo processo e as mesmas composições de monômeros são empregados, exceto o monômero B1 que foi suprimido.
Exemplo 2
As experiências realizadas têm por objetivo quantificar a adesão sobre a madeira, incluindo aí em condição úmida, de camadas de vernizes que contêm os látex de acordo com a invenção em comparação com látex que não contêm grupamento ureído.
As madeiras consideradas são as seguintes:
- carvalho - sipo
- pinheiro
- faia
- madeira natural tratada com um corpo graxo designado por madeira hidrofugada.
Como mencionado acima, o tratamento pode ser este descrito, por exemplo, em WO 03/084723 no qual o tratamento é efetuado por enxerto com um anidrido misto que comporta cadeias hidrocarbonadas outra que não o anidrido misto de ácido acético/benzóico.
A adesão é avaliada com ajuda do teste de quadrilhagem: o filme é fendido de acordo com uma quadrilhagem através do cutter. Uma fita scotch, aplicada e depois retirada, permite retirar as partes do revestimento não adesivas. O resultado é avaliado de acordo com a norma ISO 2409 de Novembro de 1994.
Os testes de adesão são feitos após ter condicionado durante uma duração variável as placas de madeiras em um recinto de tipo com vapor salino. O vapor salino é inicialmente um recinto de envelhecimento acelerado para avaliar a corrosão de materiais metálicos. As condições operacionais deste recinto são as seguintes: a temperatura de teste é de 50°C, dentro do recinto as amostras são submetidas ao vapor de água salgada (a concentração em NaCl é ajustada à 5.3 g/l), as amostras são depositadas horizontalmente, a face que comporta o revestimento a ser testado para cima.
Além disso, as peças de madeiras testadas são aplicadas apenas sobre uma face, o que acentua o fenômeno de inchamento pela água; a água que entra pelas cinco outras faces não pintadas. O termo "filme" significa que a suspensão de ligante (tal qual) foi aplicada a 300 μηι (espessura úmida) e depois secada.
O termo verniz significa que o ligante foi incluído na seguinte formulação (tabela 1): Tabela 1
<table>table see original document page 20</column></row><table>
Nos exemplos que se seguirão, o resultado toma valores inteiros compreendidos entre 0 e 5,5 que designam a pior adesão do látex e 0 uma melhor adesão deste último.
As características dos látex dos exemplos são dadas na tabela 2 abaixo:
Tabela 2
Látex A (invenção) látex acrílico de TMFF=20°C com Bl Látex A (referência) látex acrílico de TMFF=20°C sem Bl Látex B (invenção) látex acrílico de TMFF=O0C com Bl Látex A (referência) látex acrílico de TMFF=O0C sem Bl Látex C (referência) LS5000 (nanolátex acrílico)
Exemplo 2.1
Os filmes de látex ou de verniz são aplicados sem a adição de aditivos suplementares. Os resultados são apresentados no tabela 3 seguinte:
Tabela 3
<table>table see original document page 21</column></row><table>
Estes resultados fazem surgir o interesse do látex A de acordo com a invenção. O látex C igualmente dá bons desempenhos, mas apresenta problemas de não-absorção do líquido à aplicação.
Para fazer surgir o interesse eventual do monômero "monômero BI", os ensaios comparativos seguintes foram feitos sobre diferentes tipos de madeiras. Exemplo 2.2
Os resultados são apresentados nos tabelas 4 a 6 (em função da duração do envelhecimento efetuado no recinto de um vapor salino).
Os látex são comparados em função da presença do monômero Bl e em combinação com outros agentes susceptíveis de reforçar a durabilidade do filme (silano ou anti-UV mineral).
Estes resultados fazem surgir a vantagem procurada em termos de adesão a seco e úmido sobre diferentes madeiras pelos látex que contêm monômeros Bl.A adição silano epoxidado reforça a adesão, em particular, sobre madeira hidrofugada e em curto tempo.
Tabela 4
<table>table see original document page 21</column></row><table> <table>table see original document page 22</column></row><table>
Tabela 5
<table>table see original document page 22</column></row><table>
Tabela 6 <table>table see original document page 22</column></row><table> <table>table see original document page 23</column></row><table>
A presença no látex do monômero que traz pelo menos uma função ureído apresenta um interesse aumentado quando a madeira hidrofugada é submetida à condições de umidade prolongada.
Claims (18)
1. Utilização no tratamento superficial da madeira hidrofiigada de uma dispersão aquosa caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um látex obtido pela polimerização em emulsão de uma mistura de monômeros que compreendem pelo menos um monômero B acrílico que comporta pelo menos uma função ureído.
2. Utilização de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mistura de monômeros compreende pelo menos um monômero A escolhido dentre estireno ou os seus derivados; o butadieno; o cloropreno; os ésteres (met)acrílicos; os ácidos (met)acrílicos; o anidrido maleico; os ésteres vinílicos; os nitrilas vinílicos e os monômeros sulfonatados.
3. Utilização de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o monômero A é escolhido dentre: o metacrilato de metila, o acrilato de etila, o acrilato de butila, o acrilato de 2-etil-hexila; o ácido acrílico, o ácido metacrílico; o acetato de vinila, o versatato de vinila, o 1- alilóxi-2- hidroxipropilsulfonato de sódio ou potássio (COPS), o alilsulfonato de sódio ou potássio (MTAS), ou o acrilamidometil propanossulfonato de sódio ou potássio (AMPS).
4. Utilização de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o monômero B acrílico que traz as funções ureído responde à fórmula geral If: <formula>formula see original document page 24</formula> na qual: - R4 e R5 representam independentemente um hidrogênio, um grupo alquila linear ou ramificado que tem de 1 a 6 átomos de carbono, notadamente metila, propila ou butila, um cicloalquila que tem de 5 a 8 átomos de carbono, um grupo arila ou aralquila que tem de 6 a 12 átomos de carbono, trazendo eventualmente um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, notadamente fenila, metilfenila, benzila ou metilbenzila, -AeA' representam independentemente um grupo alquileno de 2 a 4 átomos de carbono, trazendo eventualmente um grupo alquila de 1 a4 átomos de carbono, - X é um átomo de oxigênio ou de enxofre.
5. Utilização de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o monômero B acrílico que traz pelo menos uma função ureído responde à fórmula (If) na qual R4 e R5 representam respectivamente um hidrogênio e um grupo metila e A e A' representam independentemente um grupo etileno, propileno, iaopropileno ou trimetileno.
6. Utilização de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o monômero B acrílico que traz pelo menos uma função ureído responde à fórmula (Ig) <formula>formula see original document page 25</formula>
7. Utilização de acordo com uma das reivindicações 2 a 6, caracterizada pelo fato de que o monômero A representa de 60 a 99% em peso do peso total da mistura de monômeros.
8. Utilização no tratamento superficial da madeira de uma dispersão aquosa caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um látex obtido pela polimerização em emulsão de uma mistura de monômeros que compreendem: a- de 60 a 99% em peso do peso total dos monômeros de pelo menos um monômero A escolhido dentre o estireno ou seus derivados; o butadieno; o cloropreno; os ésteres (met)acrílicos tais como o metacrilato de metila, o acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil hexila; os ácidos (met)acrílicos tais como o ácido acrílico, o ácido metacrílico; o anidrido maleico; os ésteres vinílicos tais como o acetato de vinila, o versatato de vinila; os nitrilas vinílicos e os monômeros sulfonatados, e b- de 0,1 a 40% em peso do peso total da mistura de monômeros de pelo menos um monômero B dentre os monômeros (met)acrílicos que trazem pelo menos uma função ureído.
9. Utilização de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o monômero B que traz pelo menos uma função ureído representa de 0,1% a 40%, de preferência de 0,5% a 20% em peso do peso total da mistura de monômeros.
10. Utilização de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o látex apresenta uma temperatura mínima de filmificação (TMFF) compreendida entre 0o a 80°C e, de preferência, entre 0o e 40°C.
11. Utilização de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o látex apresenta uma temperatura de transição vítrea compreendida entre -20° e 90°C e, de preferência, entre .10° e 50°C.
12. Utilização de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a madeira a tratar é uma madeira bruta natural ou aglomerado.
13. Utilização de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a madeira bruta é escolhida dentre a faia, o pinheiro, o sipo, o carvalho, o jacarandá, o meranti, o curupixá, o eucalipto ou o tauari.
14. Utilização de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a madeira hidrofiigada é obtida a partir de uma madeira bruta por um tratamento na massa por um corpo graxo sintético de origem vegetal ou um corpo graxo de origem animal.
15. Utilização de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a composição compreende, além disso, um plastificante, um silano e um anti-UV.
16. Utilização de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a mistura de látex, plastificante, silano e anti-UV, respeita as seguintes proporções mássicas: Látex de 89 a 100% Plastificante de 0 a 5% Silano de 0 a 1% AntiUV de 0 a 5%.
17. Utilização de acordo com as reivindicações 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que silano é o γ-glicidoxipropil trimetoxissilano.
18. Madeira hidrofugada, caracterizada pelo fato de ser obtida pela utilização da dispersão aquosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17.
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