BRPI0720962A2

BRPI0720962A2 - Sistema de pré-tratamento e de tingimento

Info

Publication number: BRPI0720962A2
Application number: BRPI0720962-2A
Authority: BR
Inventors: James M Reuter; Richard F Tomko; Edward W Gierlach; Paul Masters
Original assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2014-03-18
Also published as: MX2009007100A; WO2008085431A3; EP2097488B1; EP2097488A2; AR064684A1; US20080160202A1; WO2008085431A2; CL2007003869A1; CA2673067A1; CA2673067C

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE PRÉ-TRATAMENTO E DE TINGIMENTO".

Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisó- rio norte-americano de número 60/882.744, depositado em 29 de dezembro de 2006, a totalidade do qual é aqui incorporada por referência.

Esta invenção refere-se a um sistema de revestimento múltiplo e a um processo para tingimento de substratos, especialmente substratos po- rosos, tais como madeira. O sistema compreende (a) um primeiro revesti- mento compreendendo uma composição de pré-tratamento não-aquosa e (b) um segundo revestimento compreendendo um tingimento, especialmente um tingimento aquoso, e tipicamente compreendendo um tingimento de cor não- transparente, semitransparente ou sólida. Em uma aplicação típica, o pré- tratamento não-aquoso será aplicado a um substrato e deixado pelo menos um curto período de tempo para começar a penetrar o substrato e para o solvente, se houver, começar a se evaporar. O tingimento pode, então, ser aplicado ao substrato pré-tratado. Em muitas concretizações, o tingimento, tipicamente, seria aplicado dentro de cerca de sete dias depois da aplicação do pré-tratamento.

A composição de pré-tratamento não-aquosa compreende uma resina alquídica (em Inglês: alkyd) à base de carboidrato. Por "resina alquí- dica à base de carboidrato" entende-se uma resina alquídica, na qual pelo menos alguma equivalência de hidroxila do carboidrato subjacente tenha sido reagida para fornecer um resíduo de ácido graxo pendente. As resinas alquídicas à base de carboidratos têm um peso molecular relativamente bai- xo e grupos de ácido graxo pendentes. Conforme usado aqui, o termo "resí- duo de ácido graxo" significa o grupo R1 de um ácido graxo R1-COOH, ou do derivado de ácido graxo correspondente. Tipicamente, o grupo R' estará pendente a partir da cadeia principal através de uma ligação éster. As resi- nas alquídicas podem ser curadas por qualquer método aceitável, tal como, por exemplo, cura oxidativa em temperaturas ambientes ou elevadas. Em uma aplicação útil, as resinas alquídicas aqui descritas podem fornecer composições de baixa viscosidade, especialmente adequadas como pré- tratamentos para substratos de madeira, antes da aplicação de um selante ou de um tingimento de cor transparente, semitransparente ou sólida. Uma aplicação útil envolve o uso do pré-tratamento em combinação com um tin- gimento transparente ou semitransparente aquoso, para fornecer uma apa- 5 rência atraente, durável, a substratos porosos, sem o uso de quantidades excessivas de solventes orgânicos. Viscosidades de aplicação úteis das composições de pré-tratamento podem ser prontamente obtidas em níveis de compostos orgânicos voláteis (COV) de 250 gramas por litro ou menos.

As resinas alquídicas à base de carboidrato são particularmente 10 úteis em composições de pré-tratamento devido a seu baixo peso molecular e à sua estrutura de carboidrato. A cadeia principal de carboidrato das resi- nas alquídicas à base de carboidrato desta invenção torna-as especialmente compatíveis com substratos de madeira e seu baixo peso molecular lhes permite penetrar prontamente nos poros da madeira. O baixo peso molecular 15 das resinas alquídicas também permite a produção de composições de pré- tratamento exigindo níveis muito baixos de solvente. Devido à sua natureza não porosa, essas resinas alquídicas não incham a madeira como o fariam alguns materiais aquosos, e sua natureza não-aquosa facilita a incorporação de aditivos, tais como absorvedores de UV e estabilizadores em face de luz, 20 e de outros aditivos que possam ter limitada solubilidade em água. Um sis- tema de revestimentos múltiplos utilizando uma combinação do pré- tratamento não-aquoso, em conjunto com uma aplicação subsequente de um tingimento aquoso, pode fornecer excelente proteção da madeira, com somente mínimo teor orgânico volátil.

Esta invenção, portanto, se refere a uma composição de pré-

tratamento compreendendo resinas alquídicas à base de carboidrato tendo resíduos de ácidos graxos pendentes de óleo de secagem ou de óleo de semissecagem. Em uma concretização, desde cerca de 3 porcento a cerca de 97 porcento, em média, da equivalência de hidroxila inicial do carboidrato 30 são consumidos por reação com ácidos graxos saturados ou insaturados, ou derivados reativos destes, tendo desde cerca de 6 a cerca de 30, e, em ge- ral, 6 a cerca de 18 átomos de carbono. Conforme usado aqui, o termo "carboidratos", genericamente, inclui, mas, não está limitado a, poli-hidróxi-aldeídos, poli-hidróxi-cetonas ou compostos que possam ser hidrolisados para formá-los. Carboidratos de ocorrência natural representativos incluem açúcares, amidos e fibras, tal 5 como celulose. Para algumas aplicações desta invenção, as substâncias de carboidrato são selecionadas a partir do grupo consistindo em monossacarí- deos, oligossacarídeos e polissacarídeos tendo desde 2 a cerca de 15 uni- dades de sacarídeo por molécula. Conforme usado aqui, o termo "carboidra- tos" também inclui aquelas substâncias obtidas a partir de sacarídeos ou de 10 outros carboidratos por redução do grupo carbonila, tais como alditóis, por oxidação de um ou mais grupos terminais para formar ácidos carboxílicos, ou por substituição de um ou mais grupos hidroxila por um átomo de hidro- gênio, um grupo amino, um grupo tiol ou outros grupos heteroatômicos, as- sim como derivados reativos destes compostos. Embora álcoois de açúcares 15 não sejam carboidratos em um sentido estrito, os álcoois de açúcares que ocorrem naturalmente estão tão proximamente relacionados aos carboidra- tos que eles também são práticos para uso aqui e estão incluídos no termo "carboidratos" para as finalidades desta invenção. Os álcoois de açúcares mais amplamente distribuídos na natureza e adequados para uso aqui inclu- 20 em sorbitol, manitol e galactitol. Os carboidratos fornecem uma cadeia prin- cipal eficaz para as resinas alquídicas desta invenção e têm a vantagem de serem um recurso renovável, de maneira oposta às matérias-primas à base de petróleo.

Em uma concretização, esta invenção se refere a composições de pré-tratamento compreendendo as resinas alquídicas desta invenção, opcionalmente em combinação com outras composições que se secam ao ar, tais como resinas alquídicas convencionais.

As composições de pré-tratamento desta invenção, tipicamente, compreendem a solução não-aquosa de:

(i) uma resina alquídica à base de carboidrato tendo grupos de

ácidos graxos pendentes;

(ii) opcionalmente, um corante ou pigmento; e (iii) opcionalmente, pelo menos um outro polímero que se seque

ao ar;

(iv) opcionalmente, pelo menos um solvente orgânico, e

(v) pelo menos um secante para iniciar a cura.

Os pré-tratamentos não-aquosos podem ser aplicados a qual-

quer substrato, mas, são especialmente adequados para aplicação a subs- tratos porosos, tais como madeira ou papel. O pré-tratamento pode ser, en- tão, subsequentemente, revestido no topo por outro material, tal como um tingimento. Em uma concretização, os pré-tratamentos não-aquosos são 10 subsequentemente revestidos no topo com um tingimento aquoso, tal como um tingimento de cor transparente ou semitransparente ou sólida.

As resinas alquídicas à base de carboidrato desta invenção têm resíduos de ácidos graxos pendentes e podem se curar por cura oxidativa. As resinas alquídicas podem ser preparadas, de maneira conveniente, por reação de um carboidrato, ou um derivado reativo deste, com ácidos graxos ou seus derivados.

1. Carboidratos

Materiais de partida de carboidrato úteis para as resinas alquídi- cas desta invenção incluem carboidratos tendo um grupo hidroxila ou um derivado reativo deste, tal como um éster de acila inferior ou grupo de ácido. Por "derivados reativos deste" entende-se um derivado do carboidrato, no qual pelo menos alguns dos grupos hidroxila são substituídos por outros grupos, que sejam reativos com grupos hidroxila, éster, epóxi ou de ácido. Tais grupos reativos no carboidrato incluiriam grupos éster, especialmente, éster de acila inferior, e grupos de ácido. Por exemplo, alguns dos grupos hidroxila do carboidrato podem ser convertidos em ésteres de acila inferiores através de uma reação de alcoólise com um éster, tal como acetato de meti- la, ou convertidos em grupos de ácido por reação com um anidrido, tal como anidrido succínico. Carboidratos úteis incluem monossacarídeos, por exem- pio, manose, galactose, arabinose, xilose, ribose, apiose, ramnose, psicose, frutose, sorbose, tagitose, ribulose, xilulose e eritirulose. Oligossacarídeos adequados para uso aqui incluem, por exemplo, maltose, kojibiose, nigerose, celobiose, lactose, melibiose, gentiobiose, turanose, rutinose, trealose, saca- rose e rafinose. Polissacarídeos adequados para uso aqui incluem, por e- xemplo, amilose, glicogênio, celulose, quitina, inulina, agarose, zilanos, ma- nano e galactanos. Os materiais de partida de carboidrato também podem 5 ser de cadeia estendida, se desejado, por reação, por exemplo, com poli- isocianatos, ou di- ou poliésteres, para aumentar o peso molecular. Devido ao custo, à disponibilidade a outras considerações, um carboidrato frequen- temente útil é a sacarose.

2. Preparação de resinas alquídicas à base de carboidrato por reação com ácidos graxos e seus derivados

Esses carboidratos podem ser reagidos com ácidos graxos, ou derivados de ácidos graxos, conforme descrito aqui, para produzir resinas alquídicas tendo uma cadeia principal de carboidrato com alguma ou toda equivalência de hidroxila de carboidrato original esterificada ou de outra ma- 15 neira reagida com ácidos graxos insaturados, ou de derivados de ácidos graxos. Conforme usado aqui, o termo "derivado de ácido graxo" significa um derivado reativo de um ácido graxo, tal como o cloreto de ácido, anidrido de ácido ou seu éster, incluindo óleos de ácidos graxos, tais como triglicerí- deos. As cadeias de ácidos graxos dos ácidos graxos ou dos derivados de 20 ácidos graxos podem ser ramificadas, lineares, saturadas, insaturadas, hi- drogenadas, não-hidrogenadas ou misturas destas. Em uma concretização, prefere-se que pelo menos algumas das cadeias de ácidos graxos sejam cadeias de óleo secante ou de óleo semissecante insaturadas. Em geral, óleos secantes têm um índice de iodo de cerca de 130 ou maior e óleos se- 25 missecantes têm um índice de iodo de cerca de 90 a cerca de 130. Em uma concretização, ácidos graxos representativos úteis incluem aqueles conten- do ácidos linoleico, linolênico e/ou oleico. Ácidos representativos incluem ácido graxo de soja, ácido graxo de óleo de sebo, ácido graxo de coco, ácido graxo de açafrão, ácido graxo de linhaça, etc. Se desejado, os ácidos podem 30 ser convertidos em seus derivados reativos correspondentes, tais como és- teres, cloretos de ácidos ou anidridos de ácidos. Os cloretos de ácidos são preparados, de maneira conveniente, por reação do ácido graxo com um cloreto adequado, tal como cloreto de tionila. Anidridos de ácidos graxos po- dem ser preparados por processos bem conhecidos na técnica, tal como reação do ácido correspondente com um agente desidratante, tal como ani- drido acético. Óleos graxos adequados incluem óleo de açafrão, óleo de ca- 5 nola, óleo de rícino desidratado, óleo de coco, óleo de milho, óleo de semen- te de algodão, óleo de peixe, óleo de linhaça, óleo de oiticica, óleo de soja, óleo de tungue, óleo de sebo, óleo de rícino, óleo de palma, óleo de açafrão, misturas destes, e similares.

Em geral, as resinas alquídicas podem ser produzidas pela rea- ção do carboidrato e do ácido graxo, anidrido de ácido, óleo ou éster de áci- do graxo por qualquer processo conhecido na técnica, para produzir a ex- tensão desejada de reação dos grupos hidroxila de carboidrato subjacentes. Por exemplo, a patente norte-americana número 5.231.199 ensina a síntese de resinas alquídicas à base de carboidrato pela reação do carboidrato com um éster de alquila inferior de ácido graxo, em geral, um éster de metila de ácido graxo, na presença de um catalisador de transesterificação, tal como, por exemplo, um hidróxido ou carbonato de metal alcalino, de preferência, na presença de um agente de esgotamento, tal como hexano ou um gás i- nerte. Outros processos para a produção de resinas alquídicas similares são ensinados nas patentes norte-americanas de números 3.963.699, 4.517.360 4.518.772. A patente norte-americana 5.158.796 faz referência à patente norte-americana número 2.831.854, e ensina resinas alquídicas de carboi- dratos tendo a maioria, e, de preferência, pelo menos cerca de 80%, de seus grupos hidroxila esterificados por ácidos graxos por mecanismos de reação tais como transesterificação do carboidrato com ésteres de ácidos graxos de metila, etila ou glicerol usando uma variedade de catalisadores; por acilação do carboidrato com um cloreto de ácido graxo; ou por acilação com o próprio ácido graxo. De maneira geral, a reação para produzir resinas alquídicas à base de carboidrato pode ser conduzida de maneira pura, ou em um solven- te adequado, incluindo solventes isentos, ou na presença de um diluente.

Outro processo útil para preparação das resinas alquídicas é ensinado no pedido norte-americano publicado número 2002/0143137 A1, para Howle et al., e envolve a reação de polióis, tais como sacarídeos com ésteres de ácidos graxos na presença de um catalisador básico, seguida por separação de qualquer excesso restante de éster de ácido graxo uma vez que o grau de transesterificação (alcoólise) desejado tenha ocorrido. O grau 5 de esterificação desejado pode ser controlado por ajuste da quantidade de éster de ácido graxo em excesso, por monitoração do tempo e da extensão de reação, de modo que menos do que todos os grupos hidroxila disponíveis sejam convertidos em ésteres. Outra abordagem útil para preparar resinas alquídicas de ácidos graxos tendo grupos hidroxila, que permaneçam depois 10 da esterificação é ensinado no documento norte-americano número 2003/0229224 A1, para Schaefer et al. Neste processo, um poliéster poliol de ácido graxo altamente esterificado e um poliol menos (ou não) esterifica- do são adicionados sob mistura para produzir um primeiro produto de reação tendo um grau de esterificação médio de menos do que aquele do material 15 de partida altamente esterificado, seguido por reação com uma porção de poliol adicional, para reduzir adicionalmente o nível de esterificação médio por molécula de carboidrato.

Para finalidades desta invenção, o ácido graxo ou derivado de ácido graxo pode ser reagido com o carboidrato em uma quantidade para 20 converter, em média, desde 3% a 100% de grupos hidroxila do carboidrato. Resinas alquídicas à base de carboidratos modificados com ácidos graxos, comercialmente disponíveis, incluem os produtos Sefose® produzidos por Procter & Gamble. Se desejado, alguns dos grupos hidroxila do carboidrato poderiam ser reagidos com outros materiais, tal como por reação para pro- 25 duzir grupos (met)acrilato pendentes, conforme ensinado no pedido de pa- tente norte-americano publicado número 2006/0036029, para Tomko et al.

Se desejado, a resina alquídica à base de carboidrato poderia ser de cadeia estendida para aumentar seu peso molecular. A extensão de cadeia é prontamente realizada por reação com um material difuncional, que 30 seja reativo com os grupos pendentes do carboidrato ou resina alquídica à base de carboidrato. Por exemplo, se o carboidrato ou resina alquídica tiver grupos hidrogênio ativos remanescentes, tais como grupos hidroxila, a ex- tensão de cadeia pode ser por reação com um poli- ou di-isocianato, opcio- nalmente, na presença de um catalisador adequado, tal como uma amina terciária ou um composto de metal, tal como dilaurato de dibutil-estanho. Di- isocianatos representativos incluem di-isocianato de isoforona, di-isocianato de tetrametileno, di-isocianato de hexametileno, di-isocianato de 1,4- naftaleno e di-isocianatos de 2,4- ou 2,6-tolueno. Alternativamente, ácidos di- ou polifuncionais, ésteres ou silanóis ou silanos, tais como Silres® SY231, ou Dow Corning 3037 ou Z6018, ou mercaptopropil trimetóxi-silano (General Electric Silicone A-189) também poderia ser utilizado. Se o carboi- drato tiver grupos éster pendentes, tais ésteres de acila inferiores, a exten- são de cadeia pode ser realizada de maneira representativa por transesteri- ficação com um diéster. O extensor de cadeia pode ser adicionado em so- mente uma quantidade tal conforme apropriada para se obter o peso mole- cular desejado. Para baixa viscosidade, aplicações de elevado teor em sóli- dos, de preferência, o peso molecular numérico médio final da resina alquí- dica de carboidrato com cadeia estendida seria, tipicamente, menor do que cerca de 5.000 e, para algumas concretizações, menor do que 4.000. Tipi- camente, o peso molecular numérico médio pode ser determinado por cro- matografia de permeação em gel (CPG) calibrada contra padrões de poliesti- reno.

Para certas aplicações de baixo teor em COV, é frequentemente útil produzir as resinas alquídicas desta invenção com uma viscosidade em 99% de NVM de menos do que 10.000 centipoises, e, frequentemente, de menos do que 5.000 centipoises, quando medida a 25°C, usando um eixo 25 Brookfield LVT #3, a 30 rpm. A viscosidade muito baixa e o baixo peso mo- lecular dessas resinas alquídicas as faz especialmente úteis como pré- tratamentos penetrantes para madeira e outros substratos porosos.

As resinas alquídicas à base de carboidrato desta invenção são particularmente versáteis devido à sua viscosidade relativamente baixa. As resinas alquídicas podem ser usadas isoladamente ou em combinação com outros materiais, para se obter uma variedade de propriedades desejáveis. Para muitas aplicações, as resinas alquídicas desta invenção compreende- rão, tipicamente, pelo menos 5%, e, normalmente, 5-100% em peso de to- dos os materiais compreendendo os componentes polimerizáveis dos pré- tratamentos. Em uma concretização, a resina alquídica desta invenção com- preenderá entre cerca de 20% e 90%, e, em outra concretização, entre 30 e 5 70% dos componentes polimerizáveis da combinação.

Os materiais restantes poderiam ser outros polímeros, tais como outras resinas alquídicas, poliésteres, epóxi, resinas vinílicas, fenólicos, fe- nólicos graxos, acrílicos, silicones, poliuretanos, poliuréias, poliolefinas, dilu- entes reativos, óleos naturais e misturas desses.

Para curas que se secam ao ar, as resinas alquídicas conterão,

tipicamente, secadores para acelerar a secagem ao ar. Secadores típicos são bem conhecidos na técnica e incluem vários sais de cobalto, zircônio, cálcio, zinco, chumbo, ferro, cério, neodímio, alumínio e manganês. Secado- res de cobalto são frequentemente úteis e combinações de secadores, tais 15 como combinações de cobalto e zircônio, são frequentemente usadas. Fre- quentemente, os secadores são usados como octoatos ou naftenatos e, tipi- camente, são incorporados em uma quantidade desde 0,0003-0,75%, com base no peso dos materiais que se secam ao ar. Os revestimentos poderiam ser secados ao ar em temperaturas ambientes ou secados de maneira for- 20 çada em temperaturas variando até 149°C (300°F) ou mais elevadas, de- pendendo do substrato.

Se desejado, solventes podem ser incorporados às composições de pré-tratamentos, mas, devido ao peso molecular relativamente baixo e à baixa viscosidade das resinas alquídicas desta invenção, as exigências im- 25 postas ao solvente serão grandemente reduzidas comparadas a muitas resi- nas alquídicas da técnica anterior. Se desejado, solventes adequados inclu- em espíritos minerais, cetonas, entes heterocíclicos, tais como N-metil- pirrolidona, hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, e ésteres, tais como acetato de t-butila e Oxsol® 100 (disponível a partir de Kowa America).

As composições de pré-tratamento desta invenção também po-

dem ser formuladas para incluírem aditivos que não afetem de maneira ad- versa a cura do revestimento. Quantidades adequadas de pigmentos, coran- tes, solventes, tixotrópicos, aditivos de controle de escoamento, diluentes, estabilizadores em face de luz, absorvedores de UV, tais como óxidos de ferro transparentes, retardantes de chamas, supressores de fumaça, aditivos descolorantes, mildicidas, fungicidas, algicidas, titanatos, silanos, tais como metil-fenil-dimetóxi-silanos, e outros materiais, podem ser utilizados. Pig- mentos representativos incluem talcos, argilas, sílicas, baritas, dióxido de titânio, óxido de zinco, negro de carbono, azul de ftalocianina e pigmentos poliméricos sintéticos. Quando se utilizar o pré-tratamento em combinação com um tingimento transparente ou semitransparente para tingir madeira, é frequentemente desejável incorporar somente quantidades relativamente pequenas, se houver, de pigmentos de ocultação ao pré-tratamento, uma vez que pigmentos de ocultação tendem a ocultar a cor e a aparência natu- rais da madeira. Em algumas concretizações, é útil fornecer uma composi- ção de pré-tratamento que seja substancialmente livre de pigmentos de ocul- tação.

3. Tinqimentos Aquosos

Tingimentos são soluções ou suspensões transparentes ou se- mitransparentes de matéria colorante (corantes ou pigmentos ou ambos) em um veículo, projetados para colorir uma superfície por penetração, sem es- 20 condê-la, ou para colorir um material ao qual sejam incorporados. Ao contrá- rio, tintas, em geral, são soluções ou suspensões opacas de material colo- rante em um veículo, projetadas para ocultar ou recobrir uma superfície com um filme opaco. Tingimentos semitransparentes, tipicamente, fornecerão alguma coloração ao substrato, enquanto permitem que a textura e o granu- 25 lado do substrato se mostrem claramente através do revestimento. Um tin- gimento de cor sólida é, com efeito, uma tinta penetrante com baixo teor em sólidos, que tem um nível mais elevado de pigmento de ocultação do que um tingimento semitransparente, mas, que ainda permite que a textura do subs- trato se mostre através, embora oculte o granulado de um substrato de ma- 30 deira. Tingimentos podem ser à base de solvente ou á base de água. Tingi- mentos à base de solvente são bem conhecidos e têm muitas propriedades excelentes, mas, devido ao seu teor em sólidos relativamente baixo, global- mente, os tingimentos à base de solvente, frequentemente, incorporam ní- veis relativamente elevados de solvente, que podem ser indesejáveis. Tin- gimentos à base de água também podem ter excelentes propriedades, mas, tipicamente, eles não umedecerão os substratos assim como materiais à 5 base de solvente, mas, realmente, farão com que o substrato inche e, fre- quentemente, não serão absorvidos nos poros do substrato, assim como materiais à base de solvente.

Devido ao fato de que tingimentos não têm o poder de ocultação das tintas, e de que não são aplicados na mesma espessura de filme seco 10 relativamente elevada das tintas, os substratos protegidos somente por tin- gimentos estão sujeitos a maiores intemperismo, exposição à Iuz ultravioleta e outros elementos destrutivos, do que o estão substratos pintados. O siste- ma de revestimentos múltiplos desta invenção permite proteção adicional por utilização da composição penetrante não-aquosa, para fornecer proteção 15 adicional além daquela que pode ser fornecida por um tingimento á base de água isoladamente, enquanto se minimiza ainda a quantidade de solvente orgânico necessário. Quando for desejável minimizar a quantidade total de solvente orgânico, o sistema de tingimento desta invenção é especialmente útil quando os tingimentos forem tingimentos aquosos. Conforme usado a- 20 qui, o termo "tingimento aquoso" pretende incluir todos os tingimentos que possam ser dispersos, de maneira estável, em água e pretende incluir tingi- mentos utilizando polímeros miscíveis com água, dispersões, emulsões e látexes, em que o teor em voláteis é, ou possa ser, de maneira predominan- te, água.

Polímeros à base de água úteis na produção de tingimentos a-

quosos são bem conhecidos na técnica, e incluem, sem limitação, resinas alquídicas, poliésteres, acrílicos e poliuretanos. Alguns tingimentos aquosos representativos são ensinados nas patentes norte-americanas números 4.814.016 (óleo de linhaça maleinizado e resinas alquídicas reduzíveis com 30 água), 5.149.729 (polímeros acrílicos à base de água), 6.664.327 (acrílicos à base de água), 6.689.200 (látexes à base de água, epóxis, resinas alquídi- cas e outros), 5.310.780 e 5.912.299 (dispersões de poli- uretano) e muitos outros. Tingimentos aquosos comercialmente disponíveis incluem aqueles vendidos sob a linha Deckscapes® por The Sherwin- Willians Company.

O sistema de tingimento de revestimentos múltiplos desta inven- ção pode ser aplicado a qualquer substrato, mas, em muitas concretizações, é particularmente adequado para substratos porosos, tais como madeira, construções, pedra porosa, fibras sintéticas, adornos compósitos, etc. Se desejado, madeira tratada por pressão pode ser utilizada. Tanto a composi- ção de pré-tratamento não-aquosa quanto o tingimento aquoso podem ser aplicados por escovamento, revestimento com rolo, aplicação com chumaço, aspersão, esfrega ou outro método convencionalmente empregado na técni- ca. Embora revestimentos múltiplos da composição de pré-tratamento pu- dessem ser utilizados, é frequentemente útil aplicar somente uma única apli- cação do pré-tratamento. Uma ou mais aplicações do tingimento podem, então, ser aplicadas ao substrato pré-tratado.

Os seguintes Exemplos foram selecionados para ilustrar concre- tizações e prática específicas vantajosas, para um entendimento mais com- pleto da invenção. A menos se afirmado de outra maneira, "partes" significa partes em peso e "porcento" é percentagem em peso.

EXEMPLO 1

Um exemplo representativo de formulação de pré-tratamento pode ser preparado por adição sob mistura dos seguintes ingredientes:

Matéria-prima Partes em peso

Resina alquídica à base de sacarose1 560,54

Nafta aromática 115,79 Pigmento de argila 2,81 Lecitina de soja 6,75 Mildicida 9,83

Cera de parafina sintética 13,78

Dispersão de cera WD-40® (máx. 40%) 34,45 Óleo de pinho 1,77

Óxido de ferro amarelo transparente2 18,60 Secador de cobalto a 12% 2,81

Secador de 2-etil-hexanoato de zircônio a 18% 5,63

Metil-etil-cetoxima 5,62

Absorvedor de UV Tinuvin® 1130 3,08

Estabilizador em face de Iuz Tinuvin® 123 3,08

1Resina alquídica de ácido graxo Sefose® 1618 a partir de Procter & Gamble tendo uma média desde cerca de 7,75 grupos hidroxila da sacarose substitu- ídos por porções de ácido graxo 2pigmento a aproximadamente 45% disperso em uma resina alquídica

A formulação de pré-tratamento descrita acima tem um teor em COV de menos do que 185 gramas (0,185 Kg) por litro, e um peso por 3,8 L (galão) de cerca de 3,56 Kg (7,85 libras). O pré-tratamento pode ser aplicado diretamente a um substrato de madeira, de preferência, em temperaturas 15 acima de cerca de 2°C (35°F), e, subsequentemente, revestido no topo com um tingimento reduzível com água, tal como Deckspaces® Waterborne Se- mi-Transparent Stain ou Deckspaces® Waterborne Solid Color Deck Stain, ambos os quais estão comercialmente disponíveis a partir de The Sherwin- Willians Company.

Embora esta invenção tenha sido descrita por um número espe-

cífico de concretizações, outras variações e modificações podem ser feitas sem se desviar do espírito e do escopo da invenção, conforme estabelecido nas reivindicações apensas. As descrições completas de todos os pedidos, patentes e publicações aqui citados são aqui incorporadas por referência.

Claims

1. Sistema de revestimentos múltiplos, para tingimento de um substrato, sistema este que compreende: (a) um primeiro revestimento compreendendo uma composição de pré-tratamento não-aquosa; e (b) um segundo revestimento compreendendo uma composição de tingimento aquosa; sendo que a composição de pré-tratamento não-aquosa compreende uma resina alquídica à base de carboidrato tendo resíduos de ácidos graxos pen- dentes.

2. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que os resíduos de ácidos graxos pendentes da resina alquídi- ca à base de carboidrato são resíduos de óleo secante ou de óleo semisse- cante.

3. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que os resíduos de ácidos graxos pendentes da resina alquídi- ca à base de carboidrato compreendem os resíduos de ácidos linoleico, Iino- lênico ou oleico.

4. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que os resíduos de ácidos graxos pendentes da resina alquídi- ca à base de carboidrato substituíram desde 3 a cerca de 100% da equiva- lência de hidroxila total do carboidrato subjacente.

5. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que a resina alquídica à base de carboidrato tem um peso mo- Iecular numérico médio de menos do que cerca de 5.000.

6. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 5, em que a resina alquídica à base de carboidrato tem um peso mo- lecular numérico médio de menos do que cerca de 4.000.

7. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que a resina alquídica à base de carboidrato é uma resina al- quídica à base de sacarose.

8. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que a composição de pré-tratamento não-aquosa compreende uma cera.

9. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivindi- cação 1, em que o pré-tratamento não-aquoso compreende um silano.

10. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivin- dicação 1, em que o pré-tratamento não-aquoso compreende pelo menos um solvente orgânico.

11. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivin- dicação 1, em que o pré-tratamento não-aquoso compreende um secador.

12. Sistema de revestimentos múltiplos, de acordo com a reivin- dicação 1, em que a composição de tingimento aquoso é um tingimento se- mitransparente.

13. Processo para tingimento de um substrato, processo este que compreende: (a) a aplicação ao substrato de um primeiro revestimento com- preendendo uma composição de pré-tratamento não-aquosa compreenden- do uma resina alquídica à base de carboidrato tendo resíduos de ácidos gra- xos pendentes; e (b) a aplicação ao primeiro revestimento de um segundo reves- timento compreendendo um tingimento aquoso.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual os re- síduos de ácidos graxos pendentes da resina alquídica à base de carboidra- to são resíduos de óleo secante ou de óleo semissecante.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual os re- síduos de ácidos graxos pendentes da resina alquídica à base de carboidra- to compreendem os resíduos de ácidos linoleico, linolênico ou oleico.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual os re- síduos de ácidos graxos pendentes da resina alquídica à base de carboidra- to substituíram desde 3 a cerca de 100% da equivalência de hidroxila total do carboidrato subjacente.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual a resi- na alquídica à base de carboidrato tem um peso molecular numérico médio de menos do que 5.000.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, no qual a resi- na alquídica à base de carboidrato tem um peso molecular numérico médio de menos do que 4.000.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual a resi- na alquídica à base de carboidrato é uma resina alquídica à base de sacaro- se.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual a com- posição de pré-tratamento não-aquosa compreende uma cera.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual o pré- tratamento não-aquoso compreende um silano.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual o pré- tratamento não-aquoso compreende pelo menos um solvente orgânico.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual o pré- tratamento não-aquoso compreende um teor em compostos orgânicos volá- teis (COV) de menos do que 250 gramas (0,250 Kg) por litro, quando aplica- do ao substrato.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual o pré- tratamento não-aquoso compreende um secador.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual a com- posição de tingimento aquoso é um tingimento semitransparente.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual o subs- trato é madeira.

27. Substrato revestido pelo processo de revestimento como de- finido na reivindicação 13.