BRPI1011133B1

BRPI1011133B1 - agente de impregnação, e, uso de um agente de impregnação

Info

Publication number: BRPI1011133B1
Application number: BRPI1011133A
Authority: BR
Inventors: Brakemeier Andreas; Haak Ralf; Kühnapfel Schirin; Gratzl Vera
Original assignee: Werner & Mertz Gmbh
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2020-02-04
Also published as: DE102009023878A1; PL2438119T3; RU2565204C2; BRPI1011133A2; ES2522927T3; RU2011153384A; PT2438119E; DE212010000005U1; SI2438119T1; EP2438119B1; EP2438119A1; WO2010139466A1; HRP20141145T1; CY1115835T1; DK2438119T3

Abstract

agente de impregnação, e, uso de um agente de impregnação a invenção se refere a uma composição compreendendo pelo menos um agente de impregnação conhecido do grupo consistindo de resinas fluorocarbonos e os siliconas não fluoradas ou fluoradas e pelo menos um polímero catiônico. com o uso de um polímero catiônico em conjunto com um dos agentes de impregnação conhecidos, um efeito sinergístico não esperado é alcançado.

Description

“AGENTE DE IMPREGNAÇÃO, E, USO DE UM AGENTE DE IMPREGNAÇÃO” [1] A invenção se refere a uma composição tendo um efeito repelente de água, óleo e sujidades, isto é, um efeito de impregnação, que pode ser usado, por exemplo, para impregnar agentes e/ou agentes preservantes, isto é, para produtos e ou agentes para superfícies de diferentes materiais em diferentes tipos de aplicação.

[2] O EP 0180 842 descreve uma pulverização de impregnação tendo um efeito de preservação para couro e artigos têxteis e seus usos, em que entre outras coisas, ceras, siliconas, e óleos e gorduras são designados como constituintes de preservação. Adicionalmente, resinas de fluorocarbono são designadas como partes constituintes de uma pulverização de impregnação. Um produto de ensaio VP 1019 DE Wacker-Chemie com o catiônico amino funcional é designado como um tipo de emulsão de silicona, em que este refere-se a um siloxano catiônico que é usado como um ingrediente ativo de impregnação.

[3] O DE 36 33 874 A1 descreve um método para fabricar estruturas planares de artigos têxteis revestidas com poliuretano, em que o material a ser revestido é revestido com duas dispersões iônicas, aquosas, opostamente carregadas de poliuretano, secas e, se necessário, feitas de repelente à água, em que ditas dispersões não contêm qualquer grupo isocianato livre, e contêm grupos iônicos de mediação de solubilidade covalentemente ligados.

[4] Adicionalmente, em EP 2 090 295 A1, um agente de tratamento de cabelo é descrito para reduzir o tempo de secagem do cabelo após a lavagem do cabelo, após nadar e similares, em que o agente de tratamento de cabelo pode conter um siloxano para alisar o cabelo e um polímero catiônico que confere maciez ao cabelo e, como um agente condicionador de cabelo, forma uma película sobre o cabelo, que é lisa e não

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 12/75 / 21 pegajosa.

[5] Em agentes de impregnação usuais, resinas de fluorocarbono e/ou siliconas (inclusive aquelas fluoradas) são frequentemente usadas como ingredientes ativos de impregnação, e estes podem ser fabricados não apenas como produtos aquosos, mas também como produtos à base de solventes. Estes agentes conhecidos são preparados diferentemente de acordo com sua faixa de uso e tipo de aplicação.

[6] Mediante o uso de resinas de fluorocarbono e siliconas fluoradas, é possível obter as exigências de um agente no que se refere à repulsão de água e de óleo; entretanto, consideráveis desvantagens surgem em relação às propriedades toxicológicas e conveniência ambiental. As siliconas não fluoradas usualmente têm um efeito de impregnação inferior em relação às resinas de fluorocarbono e às siliconas fluoradas. Frequentemente, elas apenas têm um efeito repelente à água, e muito raramente também um fraco efeito repelente a óleo.

[7] As exigências especiais surgem quanto à formulação de pulverizações de impregnação, porque, em particular, a toxicologia de inalação tem de ser considerada, causando limitações nas possibilidades para a formulação de uma pulverização de impregnação.

[8] A invenção baseia-se no objeto de prover uma composição para impregnar agente e/ou agente preservativo que, por um lado, tenha um bom efeito repelente à água e, por outro lado, seja tão ambientalmente conveniente quanto possível. Além disso, a composição deve ter um bom efeito repelente de óleo e de sujidade.

[9] De acordo com a invenção, um dos ingredientes ativos de impregnação conhecidos acima mencionados é usado junto com um assim chamado polímero catiônico. Surpreendentemente, tem-se tornado evidente que o efeito de impregnação de uma tal composição é substancialmente melhor do que a soma dos efeitos de impregnação das partes individuais.

[10] Os ingredientes ativos de impregnação conhecidos

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 13/75 / 21 compreendem, entre outras coisas, as resinas de fluorocarbono e siliconas (resinas de siloxanos, silanos e silicona, incluindo aquelas fluoradas). Os polímeros catiônicos podem ser obtidos pela integração de grupos nitrogenosos básicos/alcalinos em macromoléculas sintéticas ou naturais. Exemplos de tais polímeros catiônicos são:

Polialquileniminas tais como a polietilenimina

Polivinilamina tal como o cloreto de polivinilamônio, o cloreto de polidialildimetilamônio

Polivinilpiridina

Polialilaminas

Poliamidaminas

Poliuréia aminas

Polieteraminas.

Polímeros incluindo grupos amino primários, secundários e/ou terciários,

Resinas poliamidamina-epicloroidrina,

Aminas poliacrílicas,

Poliacrilatos, polimetacrilatos e copolímeros de monômeros parcialmente aminofuncionais,

Poliuretanos amino-funcionalizados,

Poliolefinas amino-funcionalizadas,

Biopolímeros aminofuncionais ou amino-funcionalizados, por exemplo,

Poliamidas ou polipeptídeos de aminoácidos predominantemente básicos (lisina, arginina, histidina, citrulina e combinações destas).

[11] De um grau de funcionalização suficientemente elevado com grupos básicos (por exemplo funcionalidade amino), os polímeros podem ser dissolvidos em soluções aquosas ácidas com salificação. Devido à protonação

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 14/75 / 21 dos grupos básicos, aqui as macromoléculas são transferidas para policátions. Portanto, os polímeros substituídos básicos são frequentemente também denominados polímeros catiônicos.

[12] Polímeros catiônicos ainda compreendem quitosano e seus derivados. Se mais unidades de 2-amino-2-desóxi-e-D-glicopiranosídeo do que aquelas acetiladas estiverem presentes na molécula inteira em quitina de ocorrência natural, então isto é denominado quitosano. O grau da desacetilação resultante pode variar. Para melhorar a solubilidade nas soluções aquosas e reduzir a viscosidade, aqui o comprimento da cadeia e/ou o grau de desacetilação do polímero podem ser variados. Por causa dos grupos amino livres que surgem da desacetilação, o quitosano na solução ácida é um policátions tendo uma elevada densidade de carga.

[13] Para a composição de acordo com a invenção, o quitosano tendo um grau de desacetilação de mais do que 50 %, preferivelmente mais do que 75 % e, especialmente, mais do que 85 %, tal como 95 %, é usado. O peso molecular pode ser de aproximadamente 10.000 daltons a aproximadamente 5.000.000 de daltons, preferivelmente de 100.000 a 2.000.000 e especialmente de 150.000 a 1.000.000 de daltons, tal como 400.000 a 600.000 daltons.

[14] À parte do quitosano e seus derivados, biopolímeros catiônicos tais como poliamidas ou polipeptídeos de aminoácidos predominantemente básicos (polilisina, poliarginina, poli-histidina, policitrulina e seus heteropolímeros) são preferivelmente usados para as composições de acordo com a invenção.

[15] Além disso, de uma maneira preferível, as dispersões sintéticas catiônicas tais como os copolímeros de acrilato de funcionalidade amino, os copolímeros de estireno acrilato e poliuretanos de funcionalidade amino alifáticos e aromáticos do poliéster e tipo policarbonato são usados. Entretanto, de acordo com a invenção, outras dispersões sintéticas

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 15/75 / 21 funcionalizadas básicas são também compreendidas pelos polímeros catiônicos.

[16] Como um ingrediente ativo de impregnação conhecido, é preferível usar um siloxano não fluorado, tal como aminossiloxano, aminoamidossiloxano, alquilaminossiloxano, alquilamidossiloxano, alquilamidoaminossiloxano ou siloxano poliéter funcionalizado, em conjunção com um polímero catiônico.

[17] O ingrediente ativo de impregnação conhecido pode corresponder a um siloxano funcionalizado do tipo aminoalquil polidimetil siloxano, amidoaminoalquil polidimetilsiloxano, alquil-aminoalquil polidimetilsiloxano, alquil-amidoaminoalquil polidimetil- siloxano ou alquilpolioxialquileno polidimetilsiloxano.

[18] Como ingredientes ativos de impregnação conhecidos, catiônicos, por exemplo, resinas de fluoroacrilato de funcionalização amino, e siliconas fluoradas (incluindo predominantemente aquelas funcionalizadas) são adequadas para o efeito sinergístico com um polímero catiônico.

[19] O ingrediente ativo de impregnação conhecido pode corresponder a uma resina de fluorocarbono do tipo dos copolímeros de acrilato fluoroalquilado ou poliuretanos modificados com fluoroalquila (do tipo poliéster e policarbonato) ou polissulfonamidas fluoroalquiladas ou a um silicone fluorado do tipo fluoroalquilaminoalquil polidimetil-siloxano ou fluoroalquil-mercaptopolidimetilsiloxano.

[20] De acordo com a invenção, um único dos ingredientes ativos de impregnação acima mencionados pode ser combinado com um ou uma pluralidade dos polímeros catiônicos ou um único polímero catiônico pode ser combinado com um ou uma pluralidade dos ingredientes ativos de impregnação conhecidos, e uma pluralidade dos ingredientes ativos de impregnação conhecidos pode ser combinada com uma pluralidade dos polímeros catiônicos.

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 16/75 / 21 [21] A intensificação da impregnação sinergística ocorre quando relações de concentração relativamente extremas dos constituintes se acham presentes. Por exemplo, a relação de concentração do ingrediente ativo de impregnação conhecido para o polímero catiônico pode ser de aproximadamente 20:1. O efeito da intensificação da impregnação é mantido, entretanto, mesmo no caso de polímero catiônico em excesso, por exemplo em uma relação de aproximadamente 1:20.

[22] Um polímero catiônico pode ser adicionado a um agente de impregnação por si conhecido, para melhorar o efeito de impregnação do agente de impregnação. Uma baixa proporção de polímero catiônico pode ser usada especialmente em conexão com uma proporção substancialmente reduzida de ingrediente ativo de impregnação conhecida, para se obter um efeito de impregnação que seja pelo menos igual àquele obtenível por meio do ingrediente ativo de impregnação conhecido isolado em sua concentração usual. Por meio disto, é possível, quanto à proporção de, por exemplo, silicone (resina de siloxano/silano/ silicone), mas também de resina de fluorocarbono ou silicone fluorado em um agente de impregnação a ser mantida baixo, sem a ocorrência de uma perda do efeito de impregnação em relação a uma proporção mais elevada destes ingredientes ativos de impregnação sem a presença de um polímero catiônico.

[23] Como um polímero catiônico, tal como o quitosano, poliacrilato funcionalizado ou poliuretano funcionalizado, não tem até agora vinculado qualquer dos problemas conhecidos dos ingredientes ativos de impregnação usuais com respeito às propriedades (eco)toxicológicas, devido ao efeito sinergístico, é vantajoso reduzir a proporção de um ingrediente ativo de impregnação que seja problemático com respeito às suas propriedades ecológicas, tais como a resina de fluorocarbono ou silicone fluorado, em um agente de impregnação e/ou preservativo no qual ao todo um efeito de impregnação é obtido em conexão com um polímero catiônico que deva de

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 17/75 / 21 outra forma apenas ser obtenível mediante o uso de uma elevada proporção do ingrediente ativo menos ambientalmente propício, tal como a resina de fluorocarbono ou o silicone fluorado, no agente de impregnação e/ou preservativo.

[24] À parte da redução da proporção de um ingrediente ativo que seja problemático com respeito à conveniência ambiental, por meio do efeito sinergístico de acordo com a invenção, um ingrediente ativo que seja problemático por causa de sua capacidade de bioacumulação, tal como a resina de fluorocarbono, pode também ser completamente substituído, em um agente de impregnação, por um ingrediente ativo mais compatível tal como aminossiloxano, porque o efeito intensificador da impregnação devido ao polímero catiônico em conexão com o aminossiloxano de modo geral proporciona um efeito de impregnação que tenha sido anteriormente obtido com resina de fluorocarbono isolada.

[25] Uma outra vantagem do efeito sinergístico de acordo com a invenção é que mesmo a proporção do siloxano não fluorado em um agente de impregnação de acordo com a invenção pode ser reduzida ou mantida baixa. Como o siloxano é não facilmente biodegradável, uma baixa proporção em um agente de impregnação é vantajosa por razões ambientais.

[26] O conteúdo total dos ingredientes ativos (matéria seca) de um agente de impregnação de acordo com a invenção, com base nos silicones não fluorados, pode ser de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 60 % em peso, preferivelmente de 0,3 a 40 % e, especialmente, de 1 a 20 %. O limita inferior pode também ser de 1 % em peso. O restante, até 100 %, pode compreender água e/ou solvente e aditivos. Uma faixa preferida do conteúdo total dos ingredientes ativos é até aproximadamente 10,0 %. Exemplos destes são agentes de impregnação tendo uma quantidade total de ingredientes ativos de impregnação conhecidos com polímero catiônico de 1,1 %, 1,7 % e 6,0 %.

[27] A relação de silicone não fluorado para polímero catiônico

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 18/75 / 21 pode variar aqui entre aproximadamente 20:1 e 1:20 e, preferivelmente, entre 10:1 e 1:10, acima de tudo entre 10:1 e 1:10 e, especialmente, entre 5:1 a 1:5. Exemplos de relações são 0,5:1 a 2,5:1 e 3,5:1, em que formas de realização tendo 0,7, 1,2, 1,7, 2,4 e 3,4:1 são mostradas abaixo.

[28] O conteúdo total dos ingredientes ativos (matéria seca) de um agente de impregnação de acordo com a invenção, com base nas resinas de fluorocarbono ou nos silicones fluorados tendo um polímero catiônico, é usualmente mais baixo do que para o silicone não fluorado. Dependendo dos constituintes selecionados, o conteúdo total dos ingredientes ativos pode ser de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 40 % em peso, preferivelmente de 0,3 a 25 % e de 0,5 a 10 %. Na prática um conteúdo de ingrediente ativo total de 0,3 a aproximadamente 3 % frequentemente será provido, em que o limite superior pode ser de 2 a 1,5 %. Uma forma de realização prática com resina de fluorocarbono e quitosano é mostrada, tendo um conteúdo total de ingrediente ativo de 0,56 %.

[29] A relação de resina de fluorocarbono ou silicona fluorada como ingredientes ativo de impregnação clássica e de polímero catiônico pode variar muito em um agente de impregnação de acordo com a invenção, dependendo do grau alvo de redução do ingrediente ativo clássico de impregnação. Por exemplo, é possível, sem qualquer perda do efeito de impregnação, reduzir a concentração de uma resina de fluorocarbono em 60 % se, no seu lugar, um polímero catiônico adequado for acrescentado ao agente de impregnação e, por esse meio, a relação de concentração (relações em peso) do ingrediente ativo de impregnação para o polímero catiônico de 0,1:1, preferivelmente de 0,2:1, não for excedida. Uma forma de realização prática é mostrada, tendo uma relação de 0,12:1. Ao todo, uma relação na faixa de 0,05:1 a 0,3:1 pode ser propiciada.

[30] Preferivelmente, quando do uso de resina de fluorocarbono ou silicona fluorada, a proporção de polímero catiônico é sempre mais elevada

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 19/75 / 21 do que aquela da resina de fluorocarbono ou da silicona fluorada, enquanto que, quando do uso da silicona não fluorada, a proporção de silicona também pode ser mais elevada do que aquela do polímero catiônico.

[31] Os sistemas solúveis em água são preferidos. Entretanto, uma composição de acordo com a invenção também compreende composições com base em solvente. Quanto aos sistemas solúveis em água, o siloxano na composição sinergística com quitosano é usado preferivelmente como uma microemulsão em água. Um agente de impregnação de acordo com a invenção também pode estar presente como gel ou pasta.

[32] A cooperação sinergística de um polímero catiônico com um agente de impregnação usual pode ser provada pelos testes.

[33] Agentes de impregnação solúveis em água ou agentes de impregnação que são dispersíveis em água podem ser usados para prover efeitos repelentes de água e óleo, por exemplo, sobre materiais de pavimentação. As substâncias superficialmente penetram materiais absorventes, por exemplo, madeira, pedra e cortiça, e reduzem a energia superficial dos substratos tão grandemente que o umedecimento da superfície pelos líquidos é muito reduzido. Isto resulta em um ângulo de contato aumentado de uma gota de água sobre a superfície do substrato. Além disso, o índice de absorção das superfícies tratadas de tal maneira é grandemente reduzido. Por isto, com frequência, quase nenhuma formação de película ou meramente fraca formação de película ocorre sobre o substrato. Devido a esta repulsão de líquido, é possível proteger materiais sensíveis à umidade e de pavimentação absorventes contra danos da umidade ou contra a penetração de sujidade líquida mediante o tratamento com estes agentes de impregnação/preservativos.

[34] Em cada dos seguintes exemplos, o quitosano tendo um grau de desacetilação de 95 % e um peso molecular de 300.000 a 500.000 g/mol (Da) é usado.

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 20/75 / 21 [35] Como um copolímero de acrilato catiônico, uma dispersão que contenha emulsificantes (35 % do conteúdo ativo) de um copolímero de acrilato estireno tendo 25 a 45 % em peso de monômeros funcionais amino e um peso molecular entre 50.000 e 500.000 g/mol (Da), é usada. Como um polímero de poliuretano, uma dispersão contendo emulsificantes (35 % de conteúdo ativo) de um poliéster poliuretano alifático (tendo aproximadamente 5 a 25 % de proporção em peso de monômeros de funcionalidade amino) e um peso molecular entre 15.000 e 200.000 g/mol (Da), é usada.

[36] Nos testes, tanto quanto não de outra forma estabelecido, o agente de impregnação aquosa foi aplicado por um único revestimento da superfície do respectivo substrato por meio de uma esponja ou pano, sobre o que o agente de impregnação foi secado na superfície do substrato por 24 horas sob condições normais, antes que uma gota de água ou óleo fosse aplicada para examine do ângulo de contato. Nenhuma película contínua foi formada sobre a superfície predominantemente porosa do substrato.

[37] Nos seguintes exemplos, cada solução de siloxano especificada contém tensídeos como emulsificantes para estabilização em que, em cada caso, a mesma solução de siloxano foi usada para comparar os constituintes individuais com a composição de acordo com a invenção, e apenas a sua proporção percentual foi mudada.

[38] As proporções em % em peso dadas abaixo dizem respeito, cada uma, a matéria seca. As relações dadas nos exemplos acima e nas reivindicações dizem respeito a relações em peso dos constituintes.

EXEMPLO 1

Combinação do siloxano com quitosano (estática) [39] Como um exemplo, uma aplicação é explicada quanto à repulsão à água sobre diferentes substratos com um agente de impregnação contendo uma microemulsão em água de um polidimetilsiloxano aminofuncionalizado (daqui por diante siloxano) e quitosano tendo um grau de

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 21/75 / 21 desacetilação de 95 % e um peso molecular de aproximadamente 400.000 daltons como um polímero catiônico.

EXEMPLO 1.1 [40] As Figuras 1a e 2a mostram os resultados de um teste de impregnação em relação à água sobre uma superfície de cortiça alisada, em que a Figura 1a apresenta uma vista de topo de três painéis de cortiça, e a Figura 2a apresenta uma vista oblíqua dos painéis de cortiça da Figura 1a. A superfície A de cortiça foi tratada com uma solução de siloxano a 0,6 % conhecida como um agente de impregnação.

[41] A superfície B de cortiça foi tratada com uma solução de quitosano a 0,5 %, [42] A superfície C de cortiça foi tratada com uma composição contendo 0,6 % de siloxano e 0,5 % de quitosano.

[43] A superfície A, tratada apenas com siloxano, mostra uma gota de água aplicada à superfície de cortiça com clara limitação e um grande ângulo de contato com a superfície. Isto corresponde ao efeito de impregnação esperado da solução de siloxano a 0,6 %.

[44] Uma gota de água aplicada à superfície B de cortiça, tratada apenas com 0,5 % de quitosano, dispersa e é distribuída igualmente sobre a superfície, em que as bordas da área umedecida formam um pequeno ângulo de contato com a superfície de cortiça.

[45] A superfície C, tratada com a composição de siloxano e quitosano, apresenta um efeito de impregnação claramente melhorado por meio de uma gota de água estreitamente delimitada cujo ângulo de contato à superfície é claramente aumentado em comparação com A.

EXEMPLO 1.2 [46] As Figuras 1b e 2b mostram os resultados de um teste de impregnação em relação à água sobre uma superfície de madeira de faia alisada, em que a Figura 1b apresenta uma vista de topo de três painéis de

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 22/75 / 21 madeira, e a Figura 2b apresenta uma vista oblíqua dos mesmos painéis de madeira.

[47] A superfície A de madeira foi tratada com 1,7 % de solução de siloxano conhecida como um agente de impregnação.

[48] A superfície B de madeira foi tratada com 1,7 % de solução de quitosano.

[49] A superfície C de madeira foi tratada com uma composição de

1,2 % de siloxano e 0,5 % de quitosano, de modo que a proporção da composição inteira fique m 1,7 %, o que corresponde à proporção de 1,7 % dos constituintes individuais.

[50] A superfície A, tratada apenas com siloxano, apresenta uma gota de água clara limitação e um grande ângulo de contato com a superfície. Isto corresponde ao efeito de impregnação esperado do 1,7 % de solução de siloxano.

[51] A superfície B de cortiça, tratada apenas com 1,7 % de solução de quitosano, apresenta um efeito de impregnação mais fraco.

[52] A superfície C, tratada com a composição de siloxano e quitosano, mostra um efeito de impregnação melhorado por meio de uma gota de água mais estreitamente delimitada cujo ângulo de contato com a superfície é aumentado em comparação com A, não obstante a proporção do siloxano de 1,7 % fosse reduzida a 1,2 %.

[53] Assim sendo, por meio da composição contendo quitosano e siloxano, um claro efeito sinergístico é obtido sobre substratos diferentes, levando a um efeito hidrofóbico mais intenso e, assim, ao todo, a um melhor efeito de impregnação.

EXEMPLO 2

Combinação do siloxano com o quitosano (dinâmica) [54] A mudança no ângulo de contato de uma gota de água aplicada à madeira superficial do substrato (faia, alisada como no Exemplo 1.2) foi

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 23/75 / 21 medida através do tempo e a mudança no ângulo de contato no decurso do tempo foi representada como uma curva.

[55] A mesma solução de siloxano, como uma microemulsão em água, e o mesmo quitosano do Exemplo 1, foram usados, em que 1,7 % de quitosano e 1,7 % de siloxano como constituintes individuais, e as composições com 1,2 % de siloxano e 0,5 % de quitosano, foram testados, de modo que a mesma proporção de 1,7 % de ingrediente ativo esteve presente na composição como nos constituintes individuais.

[56] A curva A na Figura 3 mostrou a mudança no ângulo de contato quando uma gota de água foi aplicada à superfície da madeira de faia não tratada. O resultado foi uma redução no ângulo de contato de aproximadamente 68° dentro de aproximadamente 47 segundos até aproximadamente 28°.

[57] A curva B mostra a mudança no ângulo de contato quando a superfície de madeira havia sido tratada com a solução de 1,7 % de quitosano. O ângulo de contato caiu de aproximadamente 70° dentro de aproximadamente 190 segundos 35°.

[58] A curva C mostra a mudança no ângulo de contato quando a superfície é tratada com a solução de 1,7 % de siloxano. Isto resultou inicialmente em um ângulo de contato relativamente elevado de aproximadamente 115°, o qual caiu no decurso de aproximadamente 165 segundos para um valor de aproximadamente 13°.

[59] A curva D mostra a mudança no ângulo de contato através do tempo quando a superfície de madeira é tratada com a composição contendo

1,2 % de siloxano e 0,5 % de quitosano. Iniciando de um ângulo de contato de aproximadamente 127°, após aproximadamente 190 segundos, um ângulo de contato de aproximadamente 105 °C foi ainda obtido.

[60] Assim, para uma adição relativamente baixa de 0,5 % de quitosano para 1,2 % de siloxano (isto é, uma relação de ingrediente ativo de

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 24/75 / 21 impregnação para polímero catiônico de 2,4:1), não apenas existe uma redução mais baixa no ângulo de contato obtido através do período de teste, mas também através de todo o período de observação um ângulo de contato maior é obtido do que quando os constituintes individuais são usados isoladamente na mesma concentração do ingrediente ativo total.

EXEMPLO 3

Combinação do siloxano com o copolímero catiônico de acrilato-estireno [61] Uma comparação de 1,7 % de polidimetilsiloxano aminofuncionalizado como uma microemulsão em água (curva A) com 1,7 % de copolímero de estireno-acrilato aminofuncionalizado tendo a proporção de 25 a 45 % em peso de monômeros aminofuncionalizados e um peso molecular entre 50.000 e 500.000 g/mol (Da) como uma solução ácida em água (curva B) e uma combinação de 1,2 % do polidimetilsiloxano aminofuncionalizado e 0,5 % de copolímero de acrilato-estireno aminofuncionalizado (curva C) sobre a mesma superfície de madeira como no Exemplo 2, revelou o curso do ângulo de contato mostrado na Figura 4.

[62] A superioridade da combinação de 1,2 % de siloxano e 0,5 % de copolímero de acrilato-estireno catiônico (relação de 2,4:1) correspondente à curva C em comparação com os constituintes individuais, também se tornou clara desta curva medida na Figura 4, em que o efeito sinergístico dos constituintes, após um período de tempo de aproximadamente 100 segundos, tornou-se particularmente clara.

EXEMPLO 4

Combinação do siloxano com poliuretano catiônico [63] Como mostra a Figura 5, 1,7 % de um polidimetilsiloxano aminofuncionalizado como uma microemulsão em água (curva A) e 1,7 % de um poliéster poliuretano aminofuncionalizado tendo aproximadamente de 5 a 25 % de proporção em peso de monômeros aminofuncionalizados e um peso

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 25/75 / 21 molecular entre 15.000 e 200.000 g/mol (Da) como uma solução ácida em água (curva B), foram colocados em relação a uma combinação com 1,2 % do polidimetil-siloxano aminofuncionalizado e 0,5 % do poliéster poliuretano aminofuncionalizado (curva C), em que, sobre a mesma superfície de madeira dos exemplos 2 e 3, novamente um claro melhoramento na composição de acordo com a invenção é revelado em comparação com o ângulo de contato obtenível pelos constituintes individuais, acima de tudo através de um período de observação mais comprido.

EXEMPLO 5

Combinação do siloxano com o quitosano (efeito oleofóbico) [64] A mudança no ângulo de contato de uma gota de óleo (Kaydol) sobre couro engraxado como um substrato, foi medida através do tempo.

[65] A Figura 6 mostra, por meio do decurso da curva A, a mudança no ângulo de contato da gota de óleo sobre couro engraxado não tratado.

[66] A curva B mostra o curso do ângulo de contato quando o couro engraxado foi previamente tratado com 1,7 % de um polimetilsiloxano aminofuncionalizado como uma microemulsão em água.

[67] A curva C mostra o curso do ângulo de contato após o tratamento do couro engraxado com 1,7 % de quitosano.

[68] A curva D mostra o curso do ângulo de contato para uma combinação de acordo com a invenção de 1,2 % de polidimetilsiloxano aminofuncionalizado e 0,5 % de quitosano (relação de 2,4:1).

[69] O melhoramento na repulsão do óleo na composição de acordo com a invenção (curva D) é especialmente claro em relação às curvas B e C dos constituintes individuais. De acordo com a curva D, iniciando-se de um ângulo de contato de aproximadamente 48°, após aproximadamente 190 segundos, um ângulo de contato de aproximadamente 43 °C é ainda obtido,

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 26/75 / 21 não obstante as proporções dos constituintes individuais sejam reduzidas.

[70] Assim, quanto à adição relativamente pequena de 0,5 % de quitosano a 1,2 % de siloxano em água, não apenas é uma redução menor no ângulo de contato obtido através de um período de tempo, mas também, através de todo o período de observação, é obtido um ângulo de contato substancialmente maior do que quando os constituintes individuais são usados isolados na mesma concentração do ingrediente ativo total.

EXEMPLO 6

Combinação do siloxano com poliuretano catiônico (efeito oleofóbico) [71] Na Figura 7, o curso do ângulo de contato de uma gota de óleo Kaydol sobre papel como um substrato é representado, em que o desempenho de impregnação de 1,7 % de uma solução ácida de poliéster poliuretano aminofuncional (curva A) e de 1,7 % de uma solução de um polidimetilsiloxano aminofuncionalizado como uma microemulsão em água (curva B) é colocado em relação a uma combinação de 1,2 siloxano e 0,5 % de poliéster poliuretano (curva C).

[72] Para papel, também, um aumento claro no efeito oleofóbico é obtido pelo uso da composição de acordo com a invenção, em comparação com os constituintes individuais. Através do período completo de observação, o ângulo de contato máximo do líquido de teste Kaydol à composição de acordo com a invenção é significativamente maior do que o ângulo de contato encontrado para os constituintes individuais.

EXEMPLO 7

Combinação do siloxano com poliuretano aminofuncional (efeitos hidrofóbico e oleofóbicos sobre concreto) [73] Sobre uma superfície de concreto, o efeito de impregnação de 1,7 % de polidimetilsiloxano aminofuncionalizado como uma microemulsão em água, foi comparado com uma combinação deste siloxano com 0,5 % de

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 27/75 / 21 poliéster poliuretano aminofuncional. Com isto, o efeito protetor dos dois agentes de impregnação foi determinado contra a penetração dos diferentes líquidos (água, 10 % de isopropanol em água e óleo de Kaydol) no concreto após um tempo de contato de 30 minutos.

[74] A Figura 9 mostra a superfície de concreto após os líquidos acima mencionados terem umedecido a superfície de concreto por 30 minutos em que, após os 30 minutos ter-se expirado, a superfície de concreto foi removida do líquido remanescente mediante remoção por esfregadela.

[75] Sobre a superfície A, que foi tratada com a solução de siloxano a 1,7 %, traços claros da penetração dos diferentes líquidos dentro da superfície de concreto são visíveis por meio de áreas mais escuras, enquanto sobre a superfície B, tratada com a composição de acordo com a invenção (relação de 3,4:1), nenhuma penetração do líquido na superfície de concreto é visível.

EXEMPLO 8

Combinação de siloxano com quitosano com relações de concentração alteradas dos constituintes [76] Como no Exemplo 1.2, uma gota de água foi aplicada como um líquido de teste a uma superfície de madeira de faia alisada, em que a área A havia sido tratada com 1,7 % de polidimetilsiloxano amino-funcionalizado como uma microemulsão em água, e a área B foi tratada com 1,7 % de quitosano. A área C foi tratada com uma combinação de 0,7 % de aminossiloxano e 1,0 % de quitosano (combinação de 1,7 % de ingrediente ativo total e relação de 0,7:1).

[77] Nas Figuras 9 e 10, a superfície A de madeira de faia, tratada apenas com siloxano, mostra uma gota de água tendo delimitação clara e um ângulo de contato relativamente grande com a superfície de madeira.

[78] Como pode ser claramente observado, a superfície de madeira tratada apenas com quitosano quase nunca apresenta qualquer efeito de

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[79] A superfície C de madeira, tratada com uma combinação de siloxano e quitosano, apresenta um efeito de impregnação claramente melhorado por meio de uma gota de água limitadamente delimitada, cujo ângulo de contato com a superfície de madeira é aumentado em comparação com ambos os constituintes individuais.

EXEMPLO 9

Combinação de siloxano com copolímero de acrilato-estireno aminofuncionalizado para conteúdo de ingrediente ativo aumentado [80] As Figuras 11 e 12 mostram como o líquido de teste, uma gota de água sobre a área de madeira de faia alisada, em que o desempenho de impregnação de 6 % de um siloxano polidimetílico aminofuncionalizado como uma microemulsão em água sobre a superfície A e 6 % de um copolímero de acrilato-estireno aminofuncionalizado como uma solução ácida em água sobre a área B, é colocado em relação a uma combinação de ingredientes ativos de 2,5 % deste aminossiloxano e 3,5 % deste copolímero de acrilato-estireno.

[81] A superfície A, revestida duas vezes com siloxano por meio de um pano de Molton, não apresenta qualquer desempenho de impregnação porque os tensídeos contidos na solução de siloxano impedem um efeito de impregnação no caso de uma solução de siloxano a 6 %.

[82] O copolímero de acrilato-estireno a 6 % sobre a superfície B tem um efeito de impregnação visível.

[83] A superfície C, da mesma forma tratada com a combinação de acordo com a invenção deste siloxano e copolímero de acrilato-estireno (ingrediente ativo total de 6 %, a relação de ingrediente ativo de impregnação para polímero catiônico de 0,7:1), mostra um efeito de impregnação claramente melhorado por meio de uma gota de água minuciosamente delimitada, cujo ângulo de contato com a superfície de madeira é aumentado.

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Assim, por meio da combinação de ingredientes ativos, um claro efeito sinergístico é obtido para proporções reduzidas dos constituintes individuais, não obstante a solução usada de siloxano em C contenha os mesmos tensídeos que levam a resultado deficiente sobre a área A.

EXEMPLO 10.1

Combinação da resina de fluorocarbono com quitosano (efeito hidrofóbico sobre concreto) [84] Na Figura 13, uma solução de 0,15 % de fluoroacrilato ácido foi aplicada a uma superfície de concreto e colocada em relação ao desempenho de impregnação da mesma resina de acrilato em uma concentração de ingrediente ativo reduzida de 0,06 % em água (Figura 14). A Figura 15 mostra o desempenho de impregnação de uma combinação de acordo com a invenção de apenas 0,06 % da resina de fluoroacrilato com 0,5 % de quitosano (relação de 0,12:1).

[85] A superfície tratada com a composição de resina de fluoroacrilato e quitosano apresenta pelo menos o mesmo desempenho de impregnação muito bom como a amostra de referência tendo uma concentração de resina de fluoroacrilato mais elevada de 0,15 %. A área de referência tratada apenas com a concentração de resina de fluoroacrilato reduzida na Figura 14 claramente recua na qualidade com respeito ao desempenho hidrofóbico. Assim, pela adição de 0,5 % de quitosano, a concentração da resina de fluoroacrilato requerida para a impregnação pode ser reduzida neste caso em 2,5 vezes.

EXEMPLO 10.2

Combinação da resina de fluoroacrilato com quitosano (efeito hidrofóbico sobre madeira) [86] Na Figura 16, uma solução de resina de fluoroacrilato catiônico a 0,15 % ácida foi aplicada a uma superfície de madeira de faia alisada e estabelecida em relação ao desempenho de impregnação da mesma

Petição 870190005520, de 17/01/2019, pág. 30/75 / 21 resina de fluoroacrilato com uma concentração de ingrediente ativo reduzida de 0,06 % em água (Figura 17). A Figura 18 mostra o desempenho de impregnação de uma combinação de acordo com a invenção de apenas 0,06 % da resina de fluoroacrilato com 0,5 % de quitosano (relação de 0,12:1).

[87] A superfície tratada com a composição de resina de fluoroacrilato e quitosano apresenta o mesmo desempenho muito bom de impregnação que a amostra de referência tendo uma concentração mais elevada de resina de fluoroacrilato de 0,15 %. A superfície de referência tratada apenas com a concentração de resina de fluoroacrilato reduzida na Figura 17 claramente declina em qualidade com respeito ao desempenho hidrofóbico. Assim, pela adição de 0,5 % de quitosano, a concentração da resina de fluoroacrilato requerida para a impregnação pode também ser reduzida neste caso em 2,5 vezes.

[88] Uma forma de realização prática de uma composição de acordo com a invenção compreende:

0,5 % de quitosano

0,6 % de polidimetilsiloxano aminofuncionalizado (relação de

1,2:1)

0,1 % de perfume

0,3 % de preservativo

0,25 % de ácido fórmico, e o restante até 100 %, água.

[89] Uma tal composição pode ser usada, por exemplo, como um preservativo de assoalho.

[90] Uma outra forma de realização tendo resina de fluoroacrilato como um ingrediente ativo de impregnação conhecido compreende:

0,5 % de quitosano

0,06 % de resina de fluoroacrilato aminofuncionalizado

0,1 % de perfume

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0,3 % de preservativo

0,25 % de ácido fórmico, e o restante até 100 %, água.

[91] Nos exemplos acima, em cada caso, apenas um ingrediente ativo de impregnação conhecido foi usado com um polímero catiônico. Entretanto, é também possível usar uma combinação de resinas de fluorocarbono e siloxano como um ingrediente ativo de impregnação em conexão com um ou com uma pluralidade de polímeros catiônicos, nos quais, desta maneira, a proporção de resina de fluorocarbono pode ser ainda reduzida, sem qualquer deterioração surgindo no efeito de impregnação.

[92] Um agente de impregnação e/ou preservativo contendo a composição de acordo com a invenção pode conter ainda substâncias tais como preservativos, óleos, perfumes, ácidos, cera e emulsificantes, tensídeos, solventes tais como álcool, e outros. De acordo com o modo de aplicação, um tal agente de impregnação pode ser diferentemente preparado. A composição de acordo com a invenção pode estar contida, por exemplo, em pulverizações de impregnação, agentes de impregnação aquosa e agentes de impregnação que possam ser aplicados na forma de pasta.

[93] Um agente contendo a composição de acordo com a invenção pode ser usado para superfícies diferentes duras ou resilientes, tais como a madeira e os materiais de madeira, linóleo, pedra (por exemplo, pedra calcária), cimento, concreto, cerâmicos, vidro, plásticos e borracha ou superfícies flexíveis tais como couro, têxteis, cortiça e papel. A composição de acordo com a invenção é particularmente vantajosa para a impregnação de superfícies absorventes ou porosas.

[94] Um agente contendo a composição de acordo com a invenção pode ser aplicado à superfície a ser tratada de diferentes maneiras de acordo com sua formulação, por exemplo por pulverização, escovação, esfregação, revestimento a rolo, revestimento a lâmina, imersão, e outros.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Agente de impregnação, caracterizado pelo fato de que contém:

(A) pelo menos um ingrediente ativo de impregnação conhecido, do grupo consistindo de (A1) resinas de fluorocarbono e (A2) siliconas fluoradas, e (B) pelo menos um polímero catiônico selecionado de quitosano, um derivado de quitosano ou outro biopolímero, preferivelmente consistindo em poliamidas ou polipeptídeos de aminoácidos predominantemente básicos (lisina, arginina, histidina, citrulina, também em combinação), ou selecionado de um copolímero (met)acrilato amino funcionalizado ou um copolímero de estireno acrilato amino funcionalizado ou a um poliuretano amino funcionalizado aromático e alifático do tipo policarbonato e poliéster.
2. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quitosano com um grau de desacetilação maior do que 50%, vantajosamente pelo menos 75%, preferivelmente pelo menos 85% e especialmente pelo menos 90% é usado.
3. Agente de impregnação de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um siloxano não fluorado, tal como aminossiloxano, aminoamidossiloxano, alquil-aminossilxano, alquilamidoamino siloxano ou siloxano poliéter funcionalizado, é usado como um polímero catiônico como o ingrediente ativo de impregnação conhecido.
4. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o ingrediente ativo de impregnação conhecido corresponde a um siloxano funcionalizado do tipo aminoalquil polidimetilsiloxano, amidoaminoalquil polidimetil-siloxano, alquil-aminoalquil polidimetil-siloxano, alquil-amidoaminoalquil polidimetil-siloxano,

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2 / 4 polioxialquileno polidimetil-siloxano, ou alquil-polioxialquileno polidimetilsiloxano.
5. Agente de impregnação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que uma resina fluoroacrilato amino funcionalizada é usada em combinação com um polímero catiônico.
6. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o ingrediente ativo de impregnação conhecido corresponde a uma resina de fluorocarbono do tipo de copolímeros (met) acrilato fluoroalquilado ou poliuretanos modificados com fluoroalquila (do tipo poliéster e policarbonato) ou polissulfonamidas fluoroalquiladas, ou a um silicona fluorada do tipo fluoroalquilaminoalquil polidimetil-siloxano ou fluoroalquil-mercaptopolidimetil-siloxano.
7. Agente de impregnação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de ingrediente ativo total do agente de impregnação é 0,1 a 60 % em peso, preferivelmente 0,3 a 40% em peso e especialmente 0,5 a 10% em peso.
8. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a razão de concentração de silicona não fluorada para polímero catiônico pode variar entre 20:1 e 1:20, especialmente entre 10:1 e 1:10, e é preferivelmente entre 5:1 e 1:5;
9. Agente de impregnação de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a razão de concentração de resina de fluorocarbono ou silicona fluorada para copolímero catiônico é de 1:20 a 5:1, preferivelmente de 1:10 a 2:1, e especialmente de 1:8 a 0,5:1.
10. Agente de impregnação de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a razão de concentração de resina de fluorocarbono ou silicona fluorada para copolímero catiônico é de 0,05:1 a 0,3:1, preferivelmente de 0,1:1 a 0,2:1.
11. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 9

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3 / 4 ou 10, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de ingrediente ativo total de resina de fluorocarbono ou silicona fluorada para copolímero catiônico é de 0,3 a 3% em peso, especialmente de 0,5 % a 1,5% em peso.
12. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende

0,6 % de aminoalquil polidimetil-siloxano

0,5% de quitosano

0,1 % de perfume

0,3% de preservante

0,25% de ácido fórmico, e o restante até 100%, água.
13. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende

0,06 % de copolímero de acrilato fluoroalquilado

0,5% de quitosano

0,1 % de perfume

0,3% de preservante

0,25% de ácido fórmico, e o restante até 100%, água.
14. Agente de impregnação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o agente de impregnação está presente como uma solução aquosa.
15. Agente de impregnação de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que siloxano é usado no agente de impregnação em uma microemulsão em combinação com quitosano.
16. Uso de um agente de impregnação como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de ser para o tratamento de superfícies flexíveis ou sólidas tais como madeira e materiais amadeirados, linóleo, pedra, cimento, concreto, cerâmica, vidro, plásticos e

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4 / 4 borracha, metal ou metal pintado, e para o tratamento de superfícies flexíveis absorventes ou porosas tais como couro, produtos têxteis e papel, com uso em cabelo sendo excluído.