ES2160571T4 - Empleo de indicadores acido-base para mejorar el poder de cubricion de pinturas en emulsion. - Google Patents
Empleo de indicadores acido-base para mejorar el poder de cubricion de pinturas en emulsion.Info
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Abstract
SE PRESENTA UN SISTEMA DE DESARROLLO DE PODER DE OCULTACION DE HUMEDAD QUE NO ALTERA EL PODER DE OCULTACION DE SEQUEDAD EN LA COMPOSICION DE PINTURA . EL PROCESO ES PARTICULARMENTE UTIL PARA PINTURAS DE EMULSION DE ALTA PIGMENTACION QUE TIENEN UN PODER DE OCULTACION DE SEQUEDAD MAYOR QUE EL PODER DE OCULTACION DE HUMEDAD. EL SISTEMA PREFERIDO CONSTA DE UN INDICADOR DE BASE ACIDA DE PK SUB A = 6-10 Y QUE TIENE UNA FORMA ACIDICA INCOLORA, CON SUFIENTE MATERIAL BASICO PARA DESARROLLAR LA FORMA BASICA COLOREADA.
Description
Empleo de indicadores ácido-base
para mejorar el poder de cubrición de pinturas en emulsión.
El presente invento se refiere a un sistema que
desarrolla poder de cubrición en húmedo para obtener pinturas de
emulsión que tienen poderes de cubrición en húmedo y en seco
sustancialmente iguales.
Se conoce por la Patente Japonesa nº
60-170764 (1985, S. Aoyanagi et al. de K.K.
Toshiba) que la adición de una sustancia básica y un indicador de
revelación de color a barniz permite mejorar la elaborabilidad de
aplicación, distinguiendo fácilmente las porciones revestidas y las
porciones sin recubrir durante la aplicación, mientras que deja una
película de barniz transparente después de secado. Sin embargo,
películas de barniz tanto en húmedo (coloreado) como seco
(transparente) de conformidad con esta patente muestran que no
existe poder de cubrición.
La CH-A-464415
describe la adición de un componente coloreado a adhesivos o
pinturas, cuyo color desaparece o pierde su intensidad con el
secado, para facilitar la aplicación cuando el adhesivo o pintura
tiene el mismo color que el sustrato o es transparente.
Muchas pinturas de emulsión, especialmente las
altamente pigmentadas, tienen, inherentemente, un poder de
ocultación inferior cuando están en húmedo que cuando están secas.
Como consecuencia es necesario adicionar un exceso de dióxido de
titanio con el fin de obtener un poder de ocultamiento en húmedo
suficiente. El dióxido de titanio es mas costoso que el agua,
existiendo así la necesidad en el arte de un procedimiento para
mejorar el poder de ocultación en húmedo de pinturas de emulsión,
mas particularmente para obtener poderes de cubrición en seco y en
húmedo sustancialmente iguales.
El objeto del invento es mejorar el poder de
cubrición en húmedo de pinturas de emulsión introduciendo un sistema
de desarrollo de poder de ocultación en húmedo que no altere el
poder de ocultación en seco.
Composiciones de pintura de emulsión comprenden,
esencialmente, una dispersión en agua de uno o mas ligantes, uno o
mas pigmentos, uno o mas filtros, opcionalmente uno o mas
colorantes, y generalmente uno o mas aditivos.
Cuando las propiedades ópticas se refieren al
volumen del pigmento, uno de los conceptos utilizados en este arte
es la concentración de volumen de pigmento (en lo sucesivo pvc) :
el pvc es el volumen de pigmentos y rellenos relativo al volumen
total de la película de pintura en seco. A medida que aumenta el pvc
se alcanza un valor en el que existe insuficiente medio para
circundar por completo las partículas de pigmento y rellenos. Esta
concentración se conoce como la concentración de volumen de
pigmento crítica (cpvc). Pinturas de emulsión de bajo pvc, como
aquí se utiliza, son pinturas formuladas por debajo de la cpvc,
mientras que las pinturas de emulsión de alto pvc se formulan por
encima de la cpvc.
El polvo de cubrición de una pintura blanda
depende de la dispersión de la luz incidente, que depende de por sí
del índice de refracción de los diversos componentes implicados. La
posición dominante de TiO_{2} (mas particularmente de la forma de
rutilo respectiva) como pigmento blanco se explica por su alto
índice de refracción de 2,7, en comparación con valores típicos de
alrededor de 1,5 para ligantes de pintura. Extendedores o rellenos
se definen como teniendo un índice de refracción similar a los
ligantes de pintura típicos, y por tanto no contribuyen al poder de
cubrición en una pintura de emulsión en seco.
En las pinturas de emulsión de alto pvc, el agua
(índice de refracción = 1,3) presente en la pintura húmeda se
sustituye por poros de aire (índice de refracción = 1,0) en la
película seca, con lo que en la mayoría de los casos causa un
aumento del poder de cubrición. Así pues, las pinturas de emulsión
que tienen un poder de cubrición en húmedo inferior a su poder de
cubrición tienen que formularse frente a este invento con un exceso
de dióxido de titanio sobre la cantidad que se requiere para
obtener el poder de cubrición en seco deseado. Sin embargo, el
empleo de este invento no se limita a pinturas de alto pvc, ni a
pinturas de emulsión con un poder de cubrición en húmedo inferior a
su poder de cubrición en seco.
Se ha encontrado ahora que el poder de ocultación
en húmedo de una composición de pintura de emulsión puede aumentarse
introduciendo un sistema de revelado que no altere el poder de
cubrición en seco.
En un modo preferido para llevar a cabo el
invento se adiciona a la pintura de emulsión de la que ha de
aumentarse el poder de ocultación, una pequeña cantidad de un
indicador de base ácida, siendo dicho indicador incoloro cuando está
bajo forma ácida y con un valor pK_{a} comprendido entre 6 y 10,
de preferencia entre 7 y 9, y material básico suficiente para
revelar la forma básica coloreada. El valor pK_{a} se define
como pK_{a} = - log (H^{+})(A^{-})/(HA) en donde HA y A^{-}
representa las formas ácida y básica respectivamente y en donde
los corchetes se utilizan en lugar de los corchetes angulares
usuales para indicar las concentraciones.
Como indicadores de base ácida apropiados, pueden
citarse (valorado aumentando valores de pK_{a})
6,8-dinitro-2,4-(1H)quinazolindiona
(amarillo cuando está bajo forma básica),
m-nitrofenol (amarillo),
o-cresolftaleina (rojo), fenolftaleina (rosa),
etil-bis(2,4-dimetilfenil)acetato
(azul), timolftaleina (azul), y sus mezclas.
La concentración de indicador de
ácido-base y el valor pH requerido en la pintura de
emulsión se determinan fácilmente: la intensidad del desarrollo de
color depende (i) de la intensidad inherente del color de la forma
básica del indicador de ácido-base y (ii) la
concentración actual de dicha forma básica, que depende de por si
del pH de la pintura de conformidad con la ecuación conocida
(A^{-}) = 10^{-}pK_{a}/(10^{-}pK_{a} + 10^{-}pH) =
K_{a}/(K_{a} + (H^{+})). Valores típicos de la concentración
de indicador oscilan entre 0,001 y 4% en peso (basado en la pintura
de emulsión), de preferencia entre 0,01 y 0,3% en peso.
Puede utilizarse cualquier sustancia básica para
alcanzar el valor pH deseado; la decoloración del indicador de
ácido-base estará causada por la reacción de la
sustancia básica con el dióxido de carbono atmosférico (y por la
evaporación de cualquier sustancia básica volátil presente). Como
ejemplos de sustancias básicas, puede citarse hidróxido sódico,
amoniaco,
2-amino-2-metil-l-propanol,
2-dimetilamino-2-metil-1-propanol,
y sus mezclas.
En adición para aumentar el polvo de ocultación
en húmedo el presente invento proporciona también pinturas de
emulsión que tienen un color cuando está en húmedo que es diferente
de su color cuando está en seco (una ventaja distintiva cuando el
sustrato tiene el mismo color que la pintura en seco). Ambas
ventajas requieren que la intensidad del color revelado en la
pintura de emulsión en húmedo debe durar suficientemente, ya que el
poder de cubrición del revestimiento todavía húmeda aparecería
erróneamente insuficiente mientras que el revestimiento todavía
húmedo podría dejar de distinguirse de un sustrato del mismo color
que la pintura seca. El color de cuanto permanece la intensidad de
color sustancialmente constante (y por tanto el poder de ocultación
en húmedo aumentado) se obtiene mas fácilmente ajustando la
capacidad tampón de la pintura de emulsión básica.
Este invento no se limita a ningún tipo de
dispersión de ligante, ni a ningún tipo de pigmento o relleno. La
descripción del invento se ampliará por medio de los ejemplos
siguientes que no deben entenderse limitativos del alcance del
invento.
Ejemplo A
comparativo
Se prepararon dos pinturas de emulsión con la
composición siguiente (todas las cifras se dan en % en peso):
| - polvo de dióxido de titanio (forma de rutilo, diámetro medio 0,003 mm) | 5,00 |
| - polvo de silicato de aluminio | 4,00 |
| - polvo de clorito | 10,00 |
| - polvo de carbonato cálcico | 24,00 |
| - polímero de opacidad | 5,00 |
| - polímero acrílico (Repolem^{TM} 2126) como dispersión al 60% en agua | 8,00 |
| \hskip0.1cm (o sea 4,80% en peso de polímero acrílico) | |
| - 2-amino-2-metil-1-propanol | 2,00 |
| - hidróxido sódico | 0,08 |
| - agua y aditivos | 41,82 |
| - fenolftaleina (ejemplo 1) o agua adicional (ejemplo comparativo A) | 0,10 |
El pH de las pinturas fue de 10,77 (ejemplo 1) o
10,80 (ejemplo A comparativo).
El poder de ocultación se determinó utilizando la
norma internacional ISO-2814-1973,
con las particularidades siguientes:
- -
- Aplicación de bloque Erichsen modelo 288/120
- -
- espesor de la capa húmeda : 0,15 mm
- -
- gráfica de opacidad 2A de Leneta Company
- -
- películas de pintura en húmedo inmediatamente cubiertas con película transparente clara
- -
- Espectrofotómetro Macbeth MM 2200.
Las mediciones de poder de cubrición dieron los
resultados siguientes:
| Ejemplo 1 | Ejemplo A comp. | |
| película húmeda | 98,1% | 93,7% |
| película seca | 98,3% | 98,3% |
Ejemplo B
comparativo
Se prepararon dos pinturas de emulsión con la
composición siguiente (todas las cifras se dan en % en peso):
| - polvo de dióxido de titanio (forma de rutilo, diámetro medio 0,003 mm) | 5,00 |
| - polvo de silicato de aluminio | 4,00 |
| - polvo de clorito | 10,00 |
| - polvo de carbonato cálcico | 24,00 |
| - polímero de opacidad | 5,00 |
| - polímero acrílico (Repolem^{TM} 2126) como dispersión al 60% en agua | 8,00 |
| \hskip0.1cm (o sea 4,80% en peso de polímero acrílico) | |
| - hidróxido sódico | 0,30 |
| - agua y aditivos | 43,65 |
| - fenolftaleina (ejemplo 2) o agua adicional (ejemplo comparativo B) | 0,05 |
El pH de las pinturas fue de 11,27 (ejemplo 2) o
11,31 (ejemplo B comparativo).
El poder de cubrición se determinó de conformidad
con el procedimiento descrito en el ejemplo 1.
Las mediciones de poder de cubrición dieron los
resultados siguientes:
| Ejemplo 1 | Ejemplo A comp. | |
| película húmeda | 98,0% | 93,8% |
| película seca | 98,1% | 98,2% |
Claims (14)
1. Empleo de un sistema de desarrollo de poder
de cubrición en húmedo paramejorar el poder de cubrición en húmedo
de pinturas de emulsión, proporcionando dicho sistema pinturas de
emulsión que tienen un color cuando están húmedas que es diferente
de su color cuando están secas, en donde el sistema comprende un
indicador de ácido-base, y suficiente material
básico para desarrollar la forma básica coloreada.
2. Empleo, de conformidad con la reivindicación
l, en donde el indicador es incoloro cuando está bajo forma acídica
y tiene un valor pK_{a} comprendido entre 6 y 10.
3. Empleo, de conformidad con la reivindicación
2, en donde el indicador tiene un valor pK_{a} comprendido entre 7
y 9.
4. Empleo, de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en donde el indicador se utiliza en una
cantidad de 0,001 a 4% en peso, basado en la pintura de
emulsión.
5. Empleo, de conformidad con la reivindicación
4, en donde el indicador se utiliza en una cantidad de 0,01 a 0,3%
en peso, basado en la pintura de emulsión.
6. Empleo, de conformidad con la reivindicación
2, en donde el indicador se elige del grupo constituido por
6,8-dinitro-2,4-(1H)quinazolindiona,
m-nitrofenol, o-cresolftaleina,
fenolftaleina,
etil-bis(2,4-dimetilfenil)acetato,
timolftaleina y sus mezclas.
7. Empleo de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde la pintura de emulsión básica está
tamponada.
8. Composiciones de pintura de emulsión
caracterizadas porque contienen un sistema de desarrollo de
poder de ocultación en húmedo para mejorar el poder de ocultación
en húmedo de pinturas de emulsión, proporcionando dicho sistema
pinturas de emulsión que tienen un color cuando están húmedas
diferente del color cuando están secas, en donde el sistema
consiste de un indicador de base ácida y suficiente material básico
para desarrollar la forma básica coloreada.
9. Composiciones de pintura de emulsión de
conformidad con la reivindicación 9, en donde el indicador es
incoloro cuando está en forma acídica y tiene un valor pK_{a}
comprendido entre 6 y 10.
10. Composiciones de pintura de emulsión de
conformidad con la reivindicación 9, en donde el indicador tiene un
valor pK_{a} comprendido entre 7 y 9.
11. Composiciones de pintura de emulsión de
conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde
el indicador se utiliza en una cantidad entre 0,001 y 4% en peso,
basado en la pintura de emulsión.
12. Composiciones de pintura de emulsión de
conformidad con la reivindicación 11, en donde el indicador se
utiliza en una cantidad entre 0,01 y 0,3% en peso, basado en la
pintura de emulsión.
13. Composiciones de pintura de emulsión de
conformidad con la reivindicación 9, en donde el indicador se elige
del grupo constituido por
6,8-dinitro-2,4-(1H)quina-zolindiona,
m-nitrofenol, o-cresolftaleina,
fenolftaleina,
etil-bis(2,4-dimetilfenil)acetato,
timolftaleina y sus mezclas.
14. Composiciones de pintura de emulsión de
conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde
se tampona la pintura de emulsión básica.
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