ES2222198T3 - Sistemas de pinturas y de agentes de recubrimiento. - Google Patents
Sistemas de pinturas y de agentes de recubrimiento.Info
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Abstract
Sistema para pinturas y para agentes de recubrimiento, que contienen a) al menos un componente sólido, que contiene al menos un pigmento blanco, negro o coloreado inorgánico u orgánico, cargas inorgánicas u orgánicas o mezclas de las mismas y b) al menos un componente de agente aglutinante, caracterizado porque los componentes del sistema proporcionan en agua, con un aporte energético menor que 150 J/cm3, referido a la suma de los volúmenes de los componentes y del agua, una dispersión acuosa con un tamaño de grano de <60 m, determinado según ISO 1524:1983).
Description
Sistemas de pinturas y de agentes de
recubrimiento.
La invención se refiere a sistemas de pinturas y
de agentes de recubrimiento así como a su empleo para la obtención
de pinturas y de agentes de recubrimiento.
Se conoce en el campo de las pinturas y de los
agentes de recubrimiento, líquidos, pigmentados, especialmente el
empleo de dispersiones acuosas o que contienen disolventes, de
pigmentos o bien de cargas y de aglutinantes. A modo de pigmentos o
bien de cargas entran en consideración, de manera ejemplificativa,
pigmentos colorantes inorgánicos y orgánicos, es decir pigmentos
blancos, negros y coloreados. Como aglutinantes se utilizan
polímeros inorgánicos así como orgánicos, en general sin embargo
orgánicos, estructurantes o bien formadores de película, que pueden
presentarse disueltos, dispersados o emulsionados en una
pintura.
Las pinturas y los agentes de recubrimiento
pigmentados contienen, por regla general, otros aditivos y, en caso
dado, otros disolventes.
La obtención de las pinturas y de los agentes de
recubrimiento acuosos se lleva a cabo, en general, mediante
dispersión de los pigmentos y de las cargas en presencia de agua y,
en caso dado, de otros aditivos. La dispersión abarca la
disgregación o bien la desaglomeración de las partículas de
pigmento o bien de carga, que están agregadas físicamente, con gran
fuerza, en función de la obtención en su forma pulverulenta seca o
en su forma de torta de prensado acuosa, así como el estabilizado
físico de los pigmentos o de las cargas distribuidos de una manera
tan fina, por medio de aditivos adecuados, tales como por ejemplo
dispersantes, emulsionantes o espesantes, para alcanzar las
propiedades deseadas de los productos líquidos acabados (pinturas)
tales como por ejemplo estabilidad al almacenamiento, poder
cubriente y grado de blancura (aclarado), intensidad de color,
tonalidad del color y brillo, etc. Por lo tanto la obtención de las
pinturas y de los agentes de recubrimiento acuosos está relacionada
siempre con un elevado aporte energético, que únicamente puede
llevarse a cabo mediante el empleo de, por ejemplo, máquinas para
el desmenuzado en húmedo, tales como por ejemplo disolvedores,
atritores, molinos de bolas, molinos de
rotor-estator, molinos de perlas con agitador,
homogeneizadores de alta presión y otros más.
Por este motivo, solo puede llevarse a cabo la
fabricación de las dispersiones solo a escala industrial; y
únicamente pueden emplearse y están disponibles en dicho campo, de
manera económica, agregados industriales. Esto a hecho en el pasado
y hasta el presente que las pinturas y los agentes de recubrimiento
sean obtenibles en el mercado, exclusivamente, a modo de preparación
líquida, lista para su aplicación. Esto es válido tanto para el
empleo en la industria como también para el empleo por parte de los
consumidores.
Sin embargo las ventajas de la manipulación
sencilla de las preparaciones líquidas, ajustadas para la
aplicación correspondiente, se enfrentan a considerables
inconvenientes. De este modo constituye un inconveniente el volumen
relativamente grande de las pinturas y de los agentes de
recubrimiento debido al agua y, en caso dado, a los disolventes que
contienen (en total hasta un 90%; por ejemplo una pintura para
interior de alto valor presenta desde un 30 hasta un 50% en volumen
de agua), puesto que esto está relacionado con un elevado coste en
lo que se refiere al tipo y al tamaño de los medios de envasado
(platas de hojalata, cubos de material sintético y botes embutidos),
así como elevados costes de almacenamiento y de transporte.
Además las preparaciones acuosas tienen
frecuentemente una aptitud a la conservación y una aptitud al
almacenamiento insuficiente debido:
- -
- al ataque por parte de hongos y de bacterias, con lo cual se requiere el empleo de elevadas cantidades de biozidas;
- -
- a la sedimentación, a la reaglomeración de los pigmentos o de las cargas o a la formación de nata de la fase líquida con lo cual se requiere una agitación de los productos antes de su utilización;
- -
- al resecado y al apelmazado de los productos en los recipientes, con lo cual están siempre relacionadas pérdidas considerables de calidad de los productos, tal como por ejemplo formación de motas en la pintura o en el recubrimiento.
Frecuentemente se requiere un elevado contenido
en agentes para mejorar la protección contra la congelación y el
comportamiento al apelmazado, tales como, por ejemplo, disolventes,
especialmente glicoles, poliglicoles y otros mas, que conllevan, sin
embargo, graves inconvenientes ya en lo que se refiere a las
propiedades de los productos tales como, por ejemplo, la
conservación microbiológica y la pegajosidad de los productos tras
aplicación. Además es cada vez más difícil encontrar conservantes
adecuados tales como por ejemplo preparaciones acuosas que contengan
glicol o poliglicol que pueden enfrentarse a la adaptación
creciente de los microorganismos y que sean ecológicamente
aceptables.
Los inconvenientes ecológicos graves de las
preparaciones líquidas se refieren, especialmente, a la eliminación
de los productos residuales, de los desperdicios del producto y de
los envases en todos los planos del ciclo de vida del producto. Esto
es válido para el proceso de fabricación de las preparaciones
acuosas, para el almacenamiento y el envasado, para la
comercialización, el almacenamiento y el empleo en el hogar y en la
industria así como en el ramo correspondiente. De este modo puede
calcularse fácilmente que solo en los hogares privados es muy grande
la cantidad de productos residuales y de residuos de productos
procedentes de pinturas acuosas. Su eliminación es, como se sabe,
costosa. La tarea de la presente invención consiste por lo tanto en
poner a disposición un sistema de pinturas y de agentes de
recubrimiento con el cual puedan evitarse ampliamente los
inconvenientes
anteriores.
anteriores.
Se ha encontrado ahora un sistema para pinturas y
para agentes de recubrimiento, que contienen
- a)
- al menos un componente sólido, que contiene al menos un pigmento blanco, negro o coloreado inorgánico u orgánico, cargas inorgánicas u orgánicas o mezclas de las mismas y
- b)
- al menos un componente aglutinante,
caracterizado porque los componentes del sistema
son introducidos en agua con una energía específica menor que 150
J/cm^{3}, referido a la suma de los volúmenes de los componentes y
agua, dando una dispersión acuosa con un tamaño de grano de <60
\mum, preferentemente menor que 40 \mum, (determinado según ISO
1524:1983).
El aporte específico de energía E_{v} se
describe por medio de la fórmula siguiente:
E_{v}= N^{*} \
t/V_{s}
con
- N [W]:
- potencia por medio del agitador, especialmente eléctrica
- t [s]:
- tiempo de dispersión o bien duración del aporte energético
- V_{s} [cm^{3}]:
- volumen total de la suma de todos los componentes.
Cuanto menor sea el valor numérico E_{v}
[J/cm^{3}] para conseguir las propiedades deseadas de la pintura
y del agente de recubrimiento, tales como por ejemplo poder de
cobertura, intensidad de color, etc, tanto mas fácil podrán
dispersarse los productos sólidos del componente a) en el
sistema.
El sistema según la invención se caracteriza
especialmente, en comparación con el estado de la técnica, en que
el aporte energético específico para la obtención de las pinturas y
de los agentes de recubrimiento es sensiblemente menor para
dispersar completamente en agua los pigmentos y las cargas
contenidos en el componente sólido a). (Literatura relativa al
estado de la técnica, por ejemplo, Juan m. Oyarzún,
Pigmentverarbeitung, Handbuch der
physikalisch-chemischen Grundlagen, Verlag
Vincentz, 1998).
El componente sólido a) no tiene ninguna
limitación en cuanto a su forma, especialmente entran en
consideración sin embargo polvos, granulados, escamas o pellets.
Como pigmentos y cargas entran en consideración
los conocidos por el estado de la técnica, tal como puede verse por
ejemplo en: Lückert, Pigment + Füllstoff Tabellen, 5ª edición,
Laatzen, 1994.
Como pigmentos blancos orgánicos deben citarse,
especialmente, óxidos, tales como por ejemplo dióxido de titanio,
óxido de cinc (ZnO, blanco de cinc), óxido de circonio, carbonatos
tal como, por ejemplo, blanco de plomo, sulfatos, tal como, por
ejemplo, sulfato de plomo y sulfuros, tal como, por ejemplo,
sulfuro de cinc, y litopones; el dióxido de titanio es especialmente
preferente.
Como pigmentos coloreados inorgánicos pueden
citarse los del grupo formado por los óxidos e hidróxidos en forma
de sus compuestos inorgánicos individuales o en fase mixta,
especialmente pigmentos de óxido de hierro, pigmentos de óxido de
cromo y pigmentos en fase mixta de tipo óxido con estructura de
rutilo o de espinela, así como pigmentos de vanadato de bismuto, de
cadmio, de sulfuro de cerio, de cromato, de azul ultramarino y de
azul de hierro.
Ejemplos de pigmentos de óxidos de hierro son
pigmentos de Color Index Pigment Yellow 42, Pigment Red 101,
Pigment Blue 11, Pigment Brown 6 así como pigmentos transparentes
de óxido de hierro.
Ejemplos de pigmentos de óxido de cromo son
pigmentos de Color Index Pigment Green 17 y Pigment Green 18.
Ejemplos de pigmentos en fase mixta son amarillo
de níquel titanio y de cromo titanio, verde y azul cobalto, pardo
de cinc hierro y de cromo hierro, así como negro de hierro
manganeso y negro de espinela.
Los pigmentos orgánicos preferentes son, por
ejemplo, aquellos de la serie de los monoazoicos, disazoicos,
azoicos barnizados, de \beta-naftol, de naftol AS,
de bencimidazolona, de disazocondensación, de complejos
azometálicos, de isoindolina y de isoindolinona, además pigmentos
policíclicos por ejemplo de la serie de la ftalocianina, de la
quinacridona, del perileno, de la perinona, del tioíndigo, de la
antraquinona, de la dioxazina, de la quinoftalona y del
dicetopirrolopirrol. Además colorantes barnizados tales como
barnices de Ca, de Mg, y de Al de colorantes que contienen grupos
sulfónicos o carboxílicos, así como también hollines, que deben
entenderse en el ámbito de esta solicitud como pigmentos y de los
cuales se conoce un gran número, por ejemplo, por la publicación
Colour Index, 2ª edición. Especialmente deben citarse hollines
ácidos hasta alcalinos, hollines obtenidos según el procedimiento
del hollín al horno así como modificados químicamente de manera
superficial, por ejemplo hollines que contienen grupos sulfónicos o
carboxílicos.
Como pigmentos negros inorgánicos pueden citarse,
por ejemplo, que han sido descritos ya anteriormente en relación
con los pigmentos coloreados inorgánicos, especialmente negro de
óxido de hierro, negro de espinela así como pigmentos en fase mixta
negros, de tipo óxido.
Como cargas deben entenderse especialmente
substancias diferentes de los pigmentos citados, preponderantemente
claras e inertes frente al aglutinante del componente b). De forma
especialmente preferente se caracterizan las cargas por un índice de
refracción óptico menor que el de los pigmentos blancos
anteriormente citados.
Como ejemplos de cargas inorgánicas pueden
citarse carbonatos, tales como por ejemplo cretas, calcita o
dolomita, dióxido de silicio (harina de cuarzo), ácidos silícicos
naturales o sintéticos, silicatos tales como, por ejemplo, talco,
caolín o mica, y sulfatos tales como por ejemplo espato pesado o
sulfato de bario (Blanc fix).
Como cargas inorgánicas pueden citarse, de manera
ejemplificativa, polvos polímeros y las denominadas esferas
huecas.
El componente sólido a) puede contener, además,
otros pigmentos, especialmente pigmentos de brillo tales como
pigmentos nacarantes, de efecto metalizante o de interferencia así
como "pigmentos funcionales", especialmente pigmentos
protectores contra la corrosión tales como, por ejemplo, pigmentos
protectores contra la corrosión metálicos o que contengan plomo,
cromato o fosfato y pigmentos conductores tales como, por ejemplo,
hollines conductores o pigmentos de mica recubiertos con SnO_{2}
dotado con Sb.
El componente sólido a) puede contener, como
aditivos, agentes en caso dado tensioactivos, espesantes, agentes
tixotropizantes, desespumantes y, por ejemplo, agentes para impedir
el espumado y agentes auxiliares para eliminar la dureza del agua.
No existe ninguna necesidad para limitar, según la invención, los
agentes tensioactivos en lo que se refiere a la elección de los
compuestos adecuados. Estos se emplearán incluso, preferentemente,
para el estabilizado físico de las partículas finamente divididas
de pigmento y de carga durante la fabricación del componente sólido
a) o bien en las pinturas y en los agentes de recubrimiento
acabados. Como agentes tensioactivos se emplearán, preferentemente,
dispersantes, humectantes y emulsionantes como los que se utilizan
profusamente en las pinturas y en los agentes de recubrimiento
usuales en el comercio. Especialmente pueden ser de naturaleza no
iónica, aniónica, catiónica o anfótera o bien pueden ser de
naturaleza monómera o polímera.
Como agentes dispersantes preferentes deben
citarse los componentes a1) hasta a5):
- a1)
- productos de oxialquilación, que pueden obtenerse mediante condensación de aromatos fenólicos que contienen grupos OH con formaldehído y grupos NH-funcionales.
- a2)
- productos de adición de poliisocianato, solubles en agua, que presentan cadenas de poliéter hidrófilas, que contienen, preferentemente, un contenido en grupos isocianato de un 1,0% en peso como máximo y un contenido de unidades de óxido de etileno, incorporadas a través de alcoholes monofuncionales, dispuestas en el interior de la cadena de poliéter, desde un 30 hasta un 99,5% en peso y una proporción de grupos iónicos desde 0 hasta 200 miliequivalentes/100 g de producto de adición de poliisocianato.
- Tales agentes dispersantes se han divulgado, por ejemplo, en la DE-A 1 963 382.
- a3)
- sales inorgánicas solubles en agua, especialmente boratos, carbonatos, silicatos, sulfatos, sulfitos, seleniatos, cloruros, fluoruros, fosfatos, nitratos y aluminatos de metales alcalinos y de metales alcalinotérreos y de otros metales, así como de amonio.
Los compuestos del grupo de las sales solubles en
agua se emplean, preferentemente, a base de pigmentos o cargas
inorgánicas (componente a). En este grupo quedan abarcados los
sulfatos, cloruros, fluoruros, nitratos, carbonatos, silicatos,
fosfatos, sulfitos, seleniatos, aluminatos, boratos de los metales
alcalinos y de los metales alcalinotérreos, y de otros metales (por
ejemplo de aluminio y de hierro), así como de amonio.
El sulfato de magnesio es especialmente
preferente.
- a4)
- polímeros constituidos por unidades de succinilo recurrentes, especialmente de ácido poliasparagínico.
Además pueden emplearse como dispersantes los del
grupo a5). Estos son compuestos no iónicos, aniónicos, catiónicos o
anfóteros.
Como dispersantes no iónicos del componente a5)
pueden citarse, por ejemplo: alcoxilatos, alquilolamidas, ésteres,
aminoóxidos y alquilpoliglicóxidos.
Como dispersantes no iónicos del componente a5)
entran en consideración, además: productos de reacción de óxidos de
alquileno con compuestos alquilables, tales como, por ejemplo,
alcoholes grasos, aminas grasas, ácidos grasos, fenoles,
alquilfenoles, amidas de ácidos carboxílicos y ácidos resínicos. En
este caso se trata, por ejemplo, de aductos de óxido de etileno de
la clase de los productos de reacción de óxido de etileno con:
- a)
- alcoholes grasos saturados y/o insaturados con 6 hasta 20 átomos de carbono o
- b)
- alquilfenoles con 4 hasta 12 átomos de carbono en el resto alquilo o
- c)
- aminas grasas saturadas y/o insaturadas con 14 hasta 20 átomos de carbono o
- d)
- ácidos grasos saturados y/o insaturados con 14 hasta 20 átomos de carbono o
- e)
- ácidos resínicos hidrogenados y/o no hidrogenados,
- f)
- productos de esterificación y/o de arilación fabricados a partir de grasas de aceite de ricino naturales o modificadas, en caso dado hidrogenadas, que están enlazadas con las unidades estructurales recurrentes, en caso dado mediante esterificado con ácidos dicarboxílicos.
Los agentes dispersantes polímeros no iónicos son
especialmente preferentes.
Como agentes dispersantes polímeros entran en
consideración, por ejemplo, compuestos solubles en agua así como
compuestos emulsionables en agua, por ejemplo homopolímeros y
copolímeros, polímeros de injerto y copolímeros de injerto así como
copolímeros en bloque estadísticos.
Los agentes dispersantes polímeros especialmente
preferentes son, por ejemplo, copolímeros en bloque de AB, BAB y
ABC. En los copolímeros bloque de AB o de BAB, el segmento A es un
homopolímero o un copolímero hidrófobo, que asegura una unión con el
pigmento y el bloque B es un homopolímero o copolímero hidrófilo o
una sal del mismo y asegura la dispersión del pigmento con el medio
acuoso. Tales agentes dispersantes polímeros y sus síntesis se
conocen, por ejemplo, por la
EP-A-518 225 así como por la
EP-A-556 649.
Otros ejemplos de agentes dispersantes polímeros
adecuados son óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno,
polioximetilenos, óxidos de politrimetileno, polivinilmetiléteres,
polietileniminas, ácidos poliacrílicos, poliarilamidas, ácidos
polimetacrílicos, polimetacrilamidas,
poli-N,N-dimetil-acrilamidas,
poli-N-isopropilacrilamidas,
poli-N-acrilglicinamidas,
poli-N-metacrilglicinamidas,
poliviniloxa-zolinonas,
polivinilmetiloxazolidonas.
Como dispersantes aniónicos deben citarse, por
ejemplo, sulfatos de alquilo, étersulfatos, étercarboxilatos,
ésteres fosfóricos, sulfosuccinatoamidas, parafinasulfonatos,
olefinasulfonatos, sarcosinatos, isetionatos y tauratos.
Los agentes dispersantes polímeros aniónicos son
especialmente preferentes.
Además, entran en consideración los productos de
condensación, que pueden obtenerse mediante reacción de naftoles
con alcanoles, productos de adición de óxidos de alquileno y
transformación, al menos parcial, de los grupos hidroxi terminales
en grupos sulfónicos o semiésteres del ácido maleico, del ácido
ftálico o del ácido succínico.
Además, son adecuados los agentes dispersantes
del grupo de los ésteres del ácido sulfusuccínico así como
alquilbencenosulfonatos. Además alcoholes grasos alcoxilados,
iónicamente modificados, o sus sales. Como alcoholes grasos
alcoxilados se entenderán especialmente aquellos alcoholes de
ácidos grasos con 6 hasta 22 átomos de carbono, dotados con 5 hasta
120, preferentemente con 5 hasta 60, especialmente con 5 hasta 30
unidades de óxido de etileno, que estén saturados o insaturados,
especialmente alcohol estearílico. Es especialmente preferente un
alcohol estearílico alcoxilado con 8 hasta 10 unidades de óxido de
etileno. Los alcoholes de ácidos grasos alcoxilados, modificados de
manera iónica, se presentan, preferentemente, en forma de sal,
especialmente en forma de sal alcalina o de sal de amina,
especialmente como sal de dietilamina. Se entenderá por modificación
iónica, por ejemplo el sulfatado, el carboxilado y el
fosfatado.
Otros ejemplos de agentes dispersantes polímeros,
aniónicos, son las sales de los ácidos poliacrílicos, de los ácidos
polietilensulfónicos, de los ácidos poliestirenosulfónicos, de los
ácidos polimetacrílicos, de los ácidos polifosfóricos.
Ejemplos adicionales de agentes dispersantes
polímeros, aniónicos, son copolímeros de monómeros acrílicos, que
se han dado, de manera ejemplificativa, en la tabla siguiente,
mediante combinación de los monómeros siguientes, que se sintetizan
para dar copolímeros estadísticos, alternantes o de injerto:
\newpage
acrilamida, | ácido acrílico; |
acrilamida, | acrilonitrilo; |
ácido acrílico, | N-acrilglicinamida; |
ácido acrílico, | acrilato de etilo; |
ácido acrílico, | acrilato de metilo; |
ácido acrílico, | metilenbutirolactama; |
N-acrilglicinamida, | N-isopropilacrilamida; |
metacrilamida, | ácido metacrílico; |
ácido metacrílico, | metacrilato de bencilo; |
ácido metacrílico, | metacrilato de difenilmetilo; |
ácido metacrílico, | metacrilato de metilo; |
ácido metacrílico, | estireno. |
Otros agentes dispersantes polímeros, aniónicos,
son copolímeros de estireno-anhídrido del ácido
maleico, sus copolímeros con los monómeros acrílicos citados, así
como polímeros a base de poliuretano.
Además entran en consideración compuestos de tipo
lignina, ante todo sulfonato de lignina, por ejemplo aquellos que
se obtienen según el procedimiento al sulfito o Kraft.
Preferentemente se trata de productos que están parcialmente
hidrolizados, oxidados, propoxilados, sulfonados, sulfometilados o
disulfonados y que se fraccionan según procedimientos conocidos, por
ejemplo según el peso molecular o según el grado de sulfonación.
También son perfectamente activas las mezclas constituidas por
sulfonatos de sulfito de lignina y de lignina Kraft. Los sulfatos de
lignina con un peso molecular medio mayor que 1.000 hasta 100.000,
con un contenido en sulfonato de lignina activo de al menos un 80%
y preferentemente con un bajo contenido en cationes polivalentes son
especialmente adecuados. El grado de sulfonación puede variar
dentro de amplios límites.
Como agentes dispersantes catiónicos deben
citarse, por ejemplo: compuestos de alquilamonio cuaternarios e
imidazoles.
Son especialmente preferentes los agentes
dispersantes polímeros, catiónicos.
Ejemplos de agentes dispersantes polímeros,
catiónicos son las sales de las polietileniminas, de las
polivinilaminas, de las
poli(2-vinilpiridinas), de las
poli(4-vinilpiridinas), del cloruro de
poli(dialildimetilamonio) las sales de
poli(4-vinilbenciltrimetilamonio), de la
poli(2-vinilpiperidina).
Como agentes dispersantes anfóteros deben
citarse, por ejemplo: betaínas, glicinatos, propionatos e
imidazolinas.
Los polímeros aniónicos y catiónicos se agrupan
como polielectrolitos y pueden dispersarse parcial o totalmente en
una fase acuosa y/o orgánica.
Como agentes espesantes adecuados entran en
consideración, especialmente, agentes espesantes orgánicos,
naturales, parcialmente sintéticos o sintéticos.
Estos pueden emplearse para ajustar la viscosidad
de las pinturas y de los agentes de recubrimiento así como para el
estabilizado y para el ajuste de la viscosidad durante el
procedimiento de fabricación del componente sólido a). Una
recopilación sobre los agentes espesantes adecuados pueden verse,
por ejemplo, en la publicación Römpp Lexikon, Lacke und Druckfarben,
Ulrich Zorll, Thieme Verlag, Stuttgart, 1998. Como agentes
espesantes adecuados deben citarse aquellos del grupo de los
polímeros aniónicos o no iónicos, orgánicos, solubles en agua, que
pueden emplearse en el sentido más amplio de la palabra también
como coloides protectores para las partículas de pigmento finamente
divididas en el componente sólido a). Estos sirven, tanto durante
la fabricación de los mismos (especialmente durante el secado)
contra la reagregación así como para mejorar la aptitud a la
redispersión y la compatibilidad con los diversos componentes
aglutinantes b) junto con agua. Son especialmente preferentes
agentes espesantes orgánicos, que sean dispersables o solubles en
agua, preferentemente por completo.
Preferentemente se empleará como agente espesante
orgánico un compuesto cuya solución acuosa, al 4%, presente, a
20ºC, una viscosidad de \geq 2 mPa.s.
Los agentes espesantes orgánicos preferentes son
compuestos, elegidos entre los grupos siguientes:
- -
- dextrinas o ciclodextrinas,
- -
- almidones y derivados del almidón, especialmente almidones degradados o parcialmente degradados,
- -
- polihidroxicompuestos aniónicos, especialmente xantano o carboximetilcelulosa,
\newpage
- -
- derivados de la celulosa, tales como por ejemplo metilcelulosa e hidroxialquilcelulosa, especialmente hidroximetil-, hidroxietil- o hidroxipropilcelulosa,
- -
- poliacrilatos, poliléterpolioles o derivados de poliuretano,
- -
- polímeros parcialmente hidrolizados de acetato de vinilo, preferentemente alcohol polivinílico, que están hidrolizados en mas de un 70% y/o copolímeros de alcohol vinílico, preferentemente copolímeros de acetato de vinilo y de alquilviniléster, que están parcial o completamente saponificados, así como el propio alcohol polivinílico,
- -
- polímeros de N-vinilpirrolidona, o copolímeros con vinilésteres.
Preferentemente entran en consideración como
agentes espesantes, almidones derivatizados y, especialmente,
almidones degradados.
El almidón degradado se obtiene por ejemplo
sometiendo a los almidones nativos de patata, de trigo, de maíz, de
arroz o de tapioca, a una degradación por oxidación, térmica,
enzimática o hidrolítica. En este caso son preferentes los almidones
degradados por oxidación, siendo especialmente preferente el
almidón de patata degradado por oxidación con hipoclorito.
Además entran en consideración especialmente
dextrinas y ciclodextrinas. Como dextrinas se entenderán,
preferentemente, dextrinas blancas, dextrinas amarillas así como
maltodextrinas con una solubilidad en agua fría mayor que el 50% en
peso, preferentemente mayor que el 90% en peso, medida con 10 g
sobre 200 ml de agua a 20ºC.
Las ciclodextrinas preferentes son aquellas del
tipo \alpha-CD con 6 unidades de glucopiranosa,
\beta-CD con 7 unidades de glucopiranosa y
\gamma-CD con 8 unidades de glucopiranosa, así
como AB, AC, AD-diclosil-CD
ramificadas y mezclas de las dextrinas citadas.
Como polihidroxicompuestos aniónicos preferentes
entran en consideración polisacáridos especialmente xantano así
como carboximetilcelulosa.
Como derivados de la celulosa pueden emplearse, a
modo de agentes espesantes, preferentemente metilcelulosa,
hidroximetilcelulosa, hidroxietil- y -propilcelulosa.
Como agentes espesantes entran en consideración,
especialmente, polímeros y copolímeros del acetato de vinilo
hidrolizados al menos parcialmente (saponificado), que sean
completamente dispersables en agua, preferentemente completamente
solubles en agua. Son preferentes polímeros y copolímeros
hidrolizados de acetato de vinilo con un grado de hidrólisis desde
el 70 hasta el 97%, preferentemente desde el 80 hasta el 92%, un
peso molecular desde 1.000 hasta 150.000, preferentemente desde
2.000 hasta 100.000 g/mol así como con una viscosidad de descarga
(determinada sobre una solución acuosa al 4% a 20ºC) desde 2 hasta
35 mPa.s, preferentemente desde 2 hasta 10 mPa.s.
Son especialmente preferentes los alcoholes
polivinílicos parcialmente hidrolizados así como el propio alcohol
polivinílico.
Se entenderán por copolímeros del acetato de
vinilo, a modo de agentes espesantes, especialmente copolímeros de
alcohol vinílico total o parcialmente saponificados, especialmente
copolímeros totalmente saponificados constituidos por
alquilviniléster y acetato de vinilo, con una proporción,
preferentemente, desde 5 hasta 20% en moles, de una manera muy
especialmente preferente copolímeros constituidos por acetato de
alquilvinilo y acetato de
vinilo.
vinilo.
Además, entran en consideración, como agentes
espesantes, homopolímeros y copolímeros de
N-vinilpirrolidona, que se dispersen completamente
en agua.
Los agentes espesantes ventajosos son polímeros,
que contienen una proporción desde un 35 hasta un 100% en moles de
compuestos de la fórmula general
\vskip1.000000\baselineskip
con R, R' = independientemente
entre sí, H, metilo o etilo y una proporción desde 0 hasta 65% en
moles de uno o varios comonómeros, monoetilénicamente insaturados,
especialmente ésteres de vinilo tales como acetato de vinilo,
ésteres del ácido acrílico, tal como el acrilato de etilo, ésteres
del ácido metacrílico, tal como el metacrilato de metilo, ésteres de
vinilalquilo, tal como el vinilciclohexiléter, halogenuros de
vinilo, tal como el cloruro de vinilo, alcohol alílico,
acrilonitrilo, estireno, vinilcarbazol y otros
mas.
El peso molecular de los homopolímeros y de los
copolímeros de las N-vinilpirrolidona es desde
2.000 hasta 150.000, preferentemente es menor que 100.000 g/mol.
Son muy especialmente preferentes los
homopolímeros de la N-vinilpirrolidona así como
polímeros con ésteres de vinilo.
Los agentes tixotropizantes son adecuados, por
ejemplo, para el ajuste del comportamiento al almacenamiento y a la
elaboración, tales como, por ejemplo, propiedades para la formación
de película y propiedades del extendido de las pinturas y de los
agentes de recubrimiento deseados. Una recopilación puede verse,
por ejemplo, en la publicación Römpp Lexikon, Lacke und
Druckfasrben, Ulrich Zorll, Thieme Verlag, Stuttgart, 1998.
Ejemplos de agentes tixotropizantes adecuados son
silicatos estratificados, ácidos silícicos pirógenos, así como
compuestos orgánicos a base de, por ejemplo, poliolefinas de
elevado peso molecular, aceite de ricino hidrogenado, poliamidas,
derivados de la celulosa o poliacrilatos.
Además, entran en consideración compuestos
orgánicos, semicristalinos, de bajo peso molecular, a base de urea
así como micropartículas de copolímeros de acrilato, que forman
microgeles en las pinturas y en los agentes de recubrimiento
deseados.
No existe ninguna limitación con relación a los
desespumantes y a los agentes para impedir el desespumado
adecuados. Especialmente entran en consideración productos a base de
aceites naturales o de aceites minerales, en caso dado alcoholes
químicamente modificados y siliconas químicamente modificadas.
Según la invención puede reducirse en gran medida o incluso puede
eliminarse por completo el contenido en desespumantes, en
comparación con las preparaciones líquidas -como consecuencia del
aporte energético muy bajo durante la fabricación de las pinturas o
de los agentes de recubrimiento-.
Los agentes auxiliares para la eliminación de la
dureza del agua pueden ser empleados, ventajosamente, tanto durante
la fabricación del componente sólido a) como también en las
pinturas y en los agentes de recubrimiento propiamente dichos. De
manera ejemplificativa entran en consideración polifosfatos de peso
molecular medio hasta alto (por ejemplo Calgon®).
Además de los aditivos citados, el componente
sólido a) puede contener en caso dado también otros agentes
usuales, tales como reguladores del pH, otros agentes formadores de
película y auxiliares del extendido, productos secantes (secantes),
agentes para proteger la piel, agentes antiincrustantes, agentes
protectores contra los UV y estabilizantes, biozidas, agentes
protectores de la madera, etc.
Los componentes sólidos preferentes a) tienen una
humedad residual menor que el 15% en peso, preferentemente menor
que el 5% en peso, especialmente menor que el 1% en peso. El
componente sólido a) se presenta, preferentemente, en forma de su
polvo, de su granulado cúbico, esférico o en forma de bolas o como
pellets groseramente divididos. Son especialmente preferentes los
granulados con un tamaño medio de partícula, determinado por la
distribución de masas, desde 20 hasta 5.000 \mum, preferentemente
desde 50 hasta 2.000 \mum, especialmente desde 100 hasta 500
\mum.
El contenido en aditivos en el componente sólido
a) supone, en suma, referido al conjunto del componente sólido a),
en general, desde 0 hasta 70% en peso, preferentemente desde 0,2
hasta 40% en peso, especialmente desde 0,5 hasta 20% en peso.
De manera especialmente preferente el componente
sólido a) contiene desde 30 hasta 99,5% en peso, especialmente
desde 40 hasta 99% en peso, de pigmentos y de cargas.
Como aglutinantes del componente b) entran en
consideración compuestos tanto orgánicos como también inorgánicos.
Según la invención no existe ninguna limitación en lo que se
refiere a estos compuestos. Los aglutinantes orgánicos preferentes
son compuestos solubles en agua, dispersables en agua o
emulsionables en agua, naturales,
naturales-modificados o sintéticos, en general
formadores de película. Los aglutinantes sintéticos son, por
ejemplo, polímeros a base de monómeros acrílicos, vinílicos, de
estireno o de isocianato así como sus mezclas y copolímeros. Como
aglutinantes, naturales-modificados deben citarse,
especialmente, derivados de la celulosa.
Como aglutinantes naturales deben citarse:
- -
- resinas naturales, tales como por ejemplo colofonio o goma laca,
- -
- aceites naturales, especialmente aceites saturados o que contienen ácidos grasos insaturados en diversos grados, en caso dado que secan por oxidación, tales como por ejemplo aceite de linaza, aceite de castor deshidratado, aceite de soja, aceite de ricino, etc,
- -
- betunes, asfaltos o brea.
Los agentes aglutinantes naturales modificados
son, especialmente, resinas naturales químicamente modificadas, por
ejemplo resinas de colofonio-maleína, aceites
modificados, por ejemplo aceites espesados, aceites isomerizados,
aceites tratados con estireno y con acrilato, cicloaceites así como
aceites de maleinato, de uretano y factorizados.
Otros agentes aglutinantes,
naturales-modificados, son derivados de la
celulosa, tales como nitrato de celulosa, éteres de celulosa,
ésteres de celulosa con ácidos orgánicos, así como caucho natural
modificado, tal como ciclocaucho y clorocaucho.
Los agentes aglutinantes sintéticos son, por
ejemplo, poliésteres saturados, que se obtienen mediante
poliesterificación de alcoholes difuncionales o con una
funcionalidad mayor, con ácidos carboxílicos monofuncionales,
saturados-alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos o
bien sus anhídridos; entran en consideración tanto los poliésteres
hidroxifuncionales como también carboxifuncionales.
Además, deben citarse poliésteres insaturados,
que están copolimerizados por medio de radicales, en caso dado, con
(met)acrilatos monómeros, con alilcompuestos, con otros
monómeros insaturados, especialmente con estireno, así como resinas
de acrilato insaturadas, endurecidas mediante irradiación tales
como, por ejemplo, poliéster-, poliéter-, epoxi y
uretano-acrilatos.
Otros agentes aglutinantes orgánicos, sintéticos,
son resinas alquídicas (poliésteres modificados con ácidos grasos,
con aceites grasos o con ácidos carboxílicos sintéticos superiores)
así como resinas alquídicas químicamente modificadas tales como por
ejemplo resinas alquídicas tratadas con estireno, con acrilatos,
con uretanos, modificadas mediante silicona, modificadas mediante
poliamida y modificadas mediante resinas, además, especialmente,
resinas alquídicas diluibles con agua, por ejemplo a base de
resinas alquídicas carboxílicas, neutralizables, con un carácter
oleaginoso corto y medio, resinas alquídicas autoemulsionables con
un reducido índice de acidez y cadenas de poliéter permanentemente
hidrófilas en la molécula, así como resinas alquídicas emulsionables
por medio de
tensioactivos.
tensioactivos.
Los agentes aglutinantes orgánicos adecuados son,
además, resinas de acrilato (poliacrilatos), en forma de sus
homopolímeros y copolímeros, por ejemplo acrilato de estireno, así
como poliacrilo-polioles. Son especialmente
preferentes las resinas acrílicas diluibles con agua.
Como agentes aglutinantes del componente b) son
especialmente adecuadas las dispersiones de materiales sintéticos
(dispersiones polímeras), especialmente (co)polímeros en
emulsión tales como por ejemplo copolímeros de
estireno-butadieno, de acetato de vinilo, de
acrilato puro y de estireno-acrilato.
Además deben citarse, a modo de agentes
aglutinantes orgánicos del componente b):
- -
- resinas de ésteres de fenol, de melamina, de benzoguanamina, de urea y de carbamida,
- -
- resinas y ésteres epoxídicos,
- -
- sistemas de poliuretano de un componente y de dos componentes,
- -
- resinas de silicona.
Como agentes aglutinantes inorgánicos entran en
consideración, por ejemplo, cal en forma de, por ejemplo, hidróxido
de calcio o de hidrato de cal (polvo), cemento blanco (polvo), así
como compuestos de tipo silicato (silicatos alcalinos), tal como por
ejemplo vidrio soluble potásico y solución acuosa de silicato de
potasio.
También entran en consideración mezclas de
silicatos alcalinos con dispersiones de materiales sintéticos, por
ejemplo copolímeros de estireno-acrilato.
El componente aglutinante b) puede presentarse
tanto en forma sólida como también en forma líquida. Como forma
sólida deben citarse, de manera ejemplificativa, polvos, granulados
o pellets. Como formas líquidas entran en consideración, por
ejemplo, soluciones acuosas así como dispersiones acuosas tales
como por ejemplo emulsiones o suspensiones.
Los aglutinantes del componente b) pueden
contener, además de los agentes aglutinantes formadores de película
citados en general, además otros aditivos. Como aditivos entran en
consideración en el sentido más amplio de la palabra los que se han
citado con relación al componente sólido a), especialmente sin
embargo aquellos aditivos usuales que se emplean para el ajuste de
las pinturas y los agentes de recubrimiento deseados. De manera
preferente entran en consideración agentes espesantes y
tixotropizantes (como se ha indicado anteriormente), así como
agentes tensioactivos para conseguir dispersiones acuosas de los
agentes aglutinantes citados. El contenido en aditivos en el
componente b) asciende, en general, desde 0 hasta 40% en peso,
preferentemente desde 0 hasta 10% en peso, referido al conjunto de
los componentes aglutinantes b).
En caso dado puede ser parte integrante del
sistema para pinturas o bien para agentes aglutinantes un
componente disolvente c) a modo de otro componente. Como disolventes
preferentes deben citarse disolventes solubles en agua o miscibles
con agua. El disolvente puede servir -a modo de
co-disolvente para el componente aglutinante b) o a
modo de producto auxiliar para mejorar las propiedades al secado y
a la formación de película de la pintura y del agente de
recubrimiento. También entran en consideración mezclas de diversos
disolventes así como, en caso dado, también disolventes polímeros,
de elevado punto de ebullición, con un punto de ebullición mayor que
250ºC. Según la invención no existe ninguna limitación con relación
a los disolventes empleados. Sin embargo serán preferentes aquellos
que se utilizan en las pinturas y en los agentes de recubrimiento
según el estado de la técnica. Entre éstos quedan abarcados
especialmente compuestos del grupo de los hidrocarburos alifáticos,
cicloalifáticos o aromáticos y los hidrocarburos terpénicos, además
alcoholes, glicol- y poliglicoléteres, ésteres y cetonas. También
entran en consideración disolventes de tipo amínico, especialmente
aquellos a base de aminas primarias, secundarias y terciarias,
alifáticas, así como aromáticas o cicloalifáticas así como sus
mezclas y derivados.
El contenido en disolventes, incorporados en caso
dado en el sistema según la invención, depende de las propiedades
deseadas para la transformación y el empleo de la pintura y del
agente de recubrimiento así como del punto de vista ecológico para
la aplicación. En general los disolventes deben ser compatibles con
el agente de recubrimiento y deben ser volátiles bajo las
condiciones correspondientes de formación de películas durante la
aplicación. Los disolventes citados pueden tener también como tarea
de actuar como diluyentes o como carga para la pintura y el agente
de recubrimiento. Con relación al sistema citado, el contenido en
disolvente del componente c) supone, preferentemente, menos de un
55% en peso, especialmente menos de un 30% en peso.
Se ponen a disposición para el sistema de
pinturas y de agentes de recubrimiento según la invención,
preferentemente todos los pigmentos y cargas necesarios en forma de
uno o varios componentes sólidos a). Es especialmente ventajosa la
preparación de componentes sólidos preparados a) para las cargas y
los pigmentos. Del mismo modo un componente sólido a) puede estar
constituido también por una mezcla a base de pigmentos y de
cargas.
Especialmente el sistema para pinturas y agentes
de recubrimiento según la invención contiene desde un 1 hasta un
95% en peso, especialmente desde un 5 hasta un 70% en peso, al
menos de un componente sólido a) y desde 0,1 hasta 60% en peso,
especialmente desde un 1 hasta un 30% en peso del componente
aglutinante b) en forma sólida o líquida así como desde un 4,9 hasta
un 98,9% en peso, especialmente desde un 10 hasta un 80% en peso de
agua y, en caso dado, un disolvente soluble en agua o miscible con
agua.
En otra forma de realización preferente el
sistema para pinturas y para agentes de recubrimiento según la
invención contiene, preferentemente, mas de un 95% en peso de
componentes a), b) y agua, especialmente mas de un 98,
preferentemente mas de un 99% en peso.
La incorporación de los componentes en agua con
un aporte energético menor que 150 J/cm^{3}, especialmente menor
que 130 J/cm^{3}, de forma especialmente preferente menor que 120
J/cm^{3}, se asegura mediante la simple agitación en agua por
ejemplo a mano o mediante máquinas de agitación manuales
eléctricas, de los componentes a) y b).
Preferentemente el sistema para pinturas y para
agentes de recubrimiento según la invención presenta, tras el
mezclado de los componentes en agua con un aporte energético
específico menor que 150 J/cm^{3}, un tamaño de grano menor que 50
\mum, especialmente menor que 40 \mum.
De forma especialmente preferente se empleará un
componente sólido a), que puede obtenerse por desmenuzado en húmedo
de los pigmentos o cargas inorgánicos u orgánicos, en forma sólida,
preferentemente en forma de polvos o granulados afinados o no
afinados, o a modo de suspensión acuosa, especialmente a modo de
torta acuosa de prensado, en un medio acuoso o
acuoso-orgánico, en caso dado junto con los aditivos
citados, y a continuación se secan.
Preferentemente se empleará en este caso un medio
acuoso, que presente un valor del pH desde 2 hasta 12,
especialmente desde 2 hasta 10. En general se aplicará una
temperatura desde 0 hasta 95ºC, preferentemente desde 20 hasta 60ºC
para el desmenuzado en húmedo continuo o discontinuo. Se entenderá
por desmenuzado en húmedo en este contexto el homogeneizado, la
molienda así como también el amasado. Esta etapa del procedimiento
transforma los pigmentos y/o las cargas a un estado finamente
dividido. Los aditivos necesarios pueden añadirse, en caso dado
antes, durante o después del establecimiento de la distribución
fina. La elección del procedimiento para conseguir la distribución
fina deseada antes del secado depende del estado de agregación o
bien del estado de aglomeración de los productos sólidos empleados
y del coste energético necesario para conseguir la distribución fina
deseada. De manera ejemplificativa entran en consideración para las
cargas orgánicas e inorgánicas así como para los pigmentos
inorgánicos, procedimientos tales como disolvedores, ultraturrax o
molinos de rotor-estator. Los pigmentos agregados
fuertemente en función de su obtención tales como por ejemplo
pigmentos orgánicos finamente divididos, hollín y pigmentos de tipo
óxido inorgánicos finamente divididos, especiales, pueden hacer
necesaria además técnicas de molienda en húmedo con aporte
energético específico muy elevado. Este se aplica por ejemplo por
medio de molinos de bolas con agitador y molinos de perlas con
agitador, amasadores por dispersión, molinos de rodillos o mediante
homogeneizadores a alta presión. Los pigmentos o dispersiones de
cargas obtenidas de este modo se ajustan en caso dado, a
continuación, con agua adicional o con medio
acuoso-orgánico o, en caso dado, con otros de los
aditivos citados hasta una composición y una consistencia deseadas
para el secado subsiguiente.
A continuación se transforma preferentemente la
dispersión acuosa, mediante secado, en el componente sólido deseado
a). El procedimiento adecuado para el secado consiste,
especialmente, en el secado por pulverización, preferentemente en el
secado por pulverización para un solo producto por medio de toberas
de alta presión o bien de cámara de torsión o el secado mediante
pulverización por medio de platos de pulverización, el secado por
liofilizado y el secado por liofilizado mediante pulverización con
granulación previa o subsiguiente o elaboración en seco, granulación
constituyente por ejemplo según el procedimiento de granulación
mediante platos o mediante tambor en caso dado con producto en
parte secado de antemano, secado y granulación en lecho
fluidificado, aglomeración y secado en mezclador en caso dado en
combinación con secado en lecho fluidificado o bien en lecho en
movimiento. Además entran en consideración procedimientos tales
como la aglomeración por mezclado en suspensión con secado en lecho
fluidificado o en lecho en movimiento, conectado en caso dado aguas
abajo, granulación mediante formación de pastas y subsiguiente
secado final y desmenuzado o pelletizado así como aglomeración
mediante chorro de vapor. Igualmente son posibles combinaciones de
los procedimientos citados. De forma especialmente preferente se
empleará como procedimiento para el secado el secado por
pulverización o el secado y la granulación en lecho
fluidificado.
fluidificado.
Mediante el sistema según la invención es posible
conseguir, por primera vez, todas las propiedades deseadas
colorísticas y de aplicación industrial de las pinturas y de los
agentes de recubrimiento acuosos, pigmentados, partiendo
exclusivamente de pigmentos y de cargas redispersables de una
manera muy buena en sistemas acuosos, en forma de sus componentes
sólidos a). Las pinturas y los agentes de recubrimiento fabricados
con el sistema tienen las ventajas indicadas al principio frente a
las preparaciones líquidas tradicionales. Deben señalarse,
especialmente, la flexibilidad, ampliamente ilimitada, de la
aplicación así como las ventajas ecológicas mediante la eliminación
de preparaciones líquidas en el comercio hasta inmediatamente antes
de la aplicación.
El sistema para pinturas y para agentes de
recubrimiento según la invención es adecuado especialmente para la
fabricación de pinturas y de agentes de recubrimiento acuosos,
especialmente pinturas en dispersión y barnices, pinturas para
metales y capas de fondo para metales, pinturas para el barnizado
de automóviles, pinturas para la protección de la madera y barnices
así como para la fabricación de pinturas acuosas para papel y
pinturas para papeles pintados, de pinturas acuosas para el apresto
del cuero así como de tintas acuosas de impresión para papel para no
tejidos y para textiles.
Ejemplo comparativo
1
Se prepararon, según el método publicado en
"Farbe & Lack 104, 7/98" y con una receta similar, 200 g
de pintura para paredes interiores, con una elevada proporción en
carga, en un disolvedor de laboratorio con un diámetro de los
platos de 50 mm en un vaso de 500 ml con un diámetro de 70,
introduciéndose, bajo agitación, los siguientes componentes de la
receta (indicaciones en % en peso):
Agua | 27, 0% |
Calgon® N (al 10% en agua) | 0,2% |
Borchigel® L76 | 0,2% |
(espesante de PU de la firma Borchers GmbH, Monheim) | |
Nopco® 8034 E | 0,1% |
(desespumante de la firma Occidental Electrochemicals Corp., Irving, USA) | |
Walocel® XM 30000 PV | 0,4% |
(éter de celulosa de la firma Wolff Waslsrode AG, Walsrode) | |
NaOH (al 25%) | 0,1% |
Borchigen® NA40 | 0,5% |
(humectante de la firma Borchers GmbH, Monheim) | |
Dowanol® DPnB | 0,5% |
(codisolvente de la firma Dow Chemical Company, Delaware, USA) | |
Preventol® D 7 | 0,2% |
(biocida de la firma Bayer AG, Leverkusen) Bayertitan® RKB 2 | 5,7% |
(pigmento de dióxido de titanio de la firma Bayer AG, Leverkusen) Socal® P2 | 8,0% |
(carbonato de calcio finamente dividido de la firma Solvay Álcali GmbH, Rheinberg) | 9,1% |
Finntalk® M30 |
(talco de firma Plüss-Staufer AG, Oftringen, CH) | |
Omyalite® 90 | 12,5% |
(creta de la firma Omya GmbH, Colonia)Omyalite® 5 GU | 29,7% |
(carbonato de calcio de la firma Omya, Colonia). |
A continuación se dispersó durante 14 minutos con
un número de revoluciones de 3.500 min^{-1} (velocidad periférica
aproximada de 9 m/s) con el disolvedor midiéndose en la máquina una
absorción de potencia de 70 W.
El aporte energético específico, referido al
volumen de 125 cm^{3}, (densidad aproximada 1,6 g/cm^{3}) es, a
partir de estos valores, de 470 J/cm^{3}.
A continuación se añadieron, bajo agitación
Dispersión® KDA 524n al 50% \hskip7cm aproximadamente \hskip0,3cm 6,0% |
(dispersión de acrilato de estireno de la firma Freihoff) |
y se continuó la dispersión durante 2 minutos con
un número de revoluciones de 500 min^{-1} (velocidad periférica
aproximada de 1 m/s) con el disolvedor midiéndose en la máquina una
absorción de potencia de 31 W.
El aporte energético específico, referido al
volumen de aproximadamente 136 cm^{3} (densidad aproximada 1,6
g/cm^{3}) es, a partir de estos valores, de 27 J/cm^{3}.
Para la obtención de la pasta blanca se requería,
por lo tanto, un aporte energético específico de 497
J/cm^{3}.
La pintura obtenida tenía un tamaño de grano
menor que 40 \mum.
La pasta, obtenida de este modo, se sometió a un
tiempo de maduración de 12 horas como paso previo a otros
ensayos.
Ensayo comparativo
2
Se prepararon según el procedimiento descrito en
el ejemplo 1 de la solicitud de patente publicada
EP-A 735 109, 500 g de una preparación acuosa de
pigmento a base del pigmento coloreado orgánico C.I. Pigment Violet
23 con la siguiente composición (% en peso):
C.I. Pigment Violett 23 | 25% |
(Sandorinviolett® BL, Clariant) producto de oxialquilación | |
del componente b) de la DE-A-195 11 624, ejemplo 1 | 15% |
Polietilenglicol P 400 | 12% |
Proxel® GXL al 20% | 0,2% |
Agua | 47,8%. |
El aporte energético específico para la obtención
con un tamaño medio de las partículas de <0,5\mum se determinó
matemáticamente con un valor mayor que 4000 J/cm^{3} (véase
también la publicación Schwedes, Feinmahl- und Klassiertechnik,
Reprints, GVC-Dezembertagung 1993, Colonia, Editora
GVC-VDI Gesellschaft für Verfahrenstechnik und
Chemieingenieurwesen). Debido a la elevada finura no pudo medirse ya
el tamaño de grano del
producto.
producto.
Se fabricó una dispersión blanca con el
procedimiento indicado en el ejemplo comparativo 1, sin embargo sin
adición de codisolvente ni de dispersión de acrilato de estireno, en
una cantidad de 2 kg y a continuación se secó, por medio de un
secadero de laboratorio por pulverización (secadero para dos
productos) con una temperatura de entrada de 170ºC y con una
temperatura de salida de 70ºC, para dar un polvo pobre en finos,
con una humedad residual del 0,39% en peso.
La composición del producto sólido (% en peso
aproximado) fue:
\newpage
Humedad residual | 0,39% |
Calgon® B | 0,03% |
Borchigel® L76 | 0,3% |
Nopco® 8034 E | 0,14% |
Walocel® XM 30000 PV | 0,45% |
Hidróxido de sodio | 0,1% |
Borchigen® NA40 | 0,75% |
Preventol® D 7 | 0,3% |
Bayertitan® RKB 2 | 8,6% |
Socal® P2 | 12,1% |
Finntak® M30 | 13,6% |
Omyalite®90 | 18,7% |
Omyalite® 5 GU | 44,6%. |
Se fabricaron en un disolvedor de laboratorio con
un diámetro de los discos de 50 mm, en un vaso de 500 ml, con un
diámetro de 70 ml, 200 g de la pintura blanca para paredes
interiores, incorporándose, bajo agitación, los componentes
siguientes de la receta (indicaciones en % en peso):
Agua | 27,0% |
Dowanol® DPnB | 0,5% |
Dispersión®KDA 524n al 50% | 6,0% |
(Componente b) del sistema según la invención, | |
véase el ejemplo comparativo 1) | |
Producto sólido procedente el ejemplo 1 | 66,5% |
(Componente a) del sistema según la invención). |
A continuación se dispersó durante 5 minutos con
un número de revoluciones de 500 min^{-1} (velocidad periférica
aproximada 1 m/s) con el disolvedor midiéndose en la máquina una
absorción de potencia de 30 W.
El aporte energético específico, referido al
volumen de 125 cm^{3} (densidad aproximada 1,6 g/cm^{3}) a
partir de estos datos, un valor de 72 J/cm^{3}.
La pasta, fabricada de este modo, no mostró,
frente al ejemplo comparativo 1, ninguna diferencia de viscosidad y
pudo emplearse inmediatamente después de la fabricación.
El tamaño del grano fue menor que 40 \mum.
El ensayo colorístico se llevó a cabo en
comparación con el ejemplo comparativo 1 por medio de una capa de
pintura sobre cartón para rasqueta con una rasqueta de 100 \mum.
En ambos casos se obtuvieron manos de pintura perfectas, exentas de
motas con el mismo poder de cobertura y el mismo grado de blancura.
Tampoco existía ninguna diferencia con relación a las propiedades de
extendido y de goteo.
Se llevó a cabo otro ensayo colorístico, mediante
incorporación por agitación de tres partes de la pasta de pintura
violeta, según el ejemplo comparativo 2, a mano durante 2 minutos
por medio de una escobilla de goma, en 97 partes de la pintura
blanca según el sistema según la invención y, a continuación, se
midió colorimétricamente con relación a la pintura blanca, que ha
recibido un matizado semejante según el ejemplo comparativo 1
mediante el sistema Cielab. La intensidad de color determinada fue
del 99,5%, la desviación total del color dE 0,2.
Se fabricaron, según el procedimiento descrito en
el ejemplo 1 de la DE-A195 11 624, 1.200 g de una
preparación acuosa de pigmento a base del pigmento coloreado
orgánico C.I. Pigment Violet 23 con la siguiente composición (% en
peso):
\newpage
C.I. Pigment Violet 23 | 27% |
(Sandorinviolett® BL. Clariant) | |
Agente dispersante a base de aceite de ricino oxialquilado | 13% |
Agente espesante al 10% | 43% |
(Mowiol® 4-88, Hoechst AG) | |
Agua | 17%. |
El aporte energético específico para la
fabricación con un tamaño medio de las partículas de <0,5 \mum
se determinó matemáticamente con un valor mayor que 4000
J/cm^{3}.
La lechada (dispersión), fabricada de este modo,
se secó a continuación, por medio de un secadero de laboratorio
(secadero para dos productos) con una temperatura de entrada de
170ºC y con una temperatura de salida de 70ºC, para dar un polvo
pobre en finos con una humedad residual del 1,5% en peso.
La composición del producto sólido violeta (% en
peso aproximado) fue:
C.I. Pigment Violett 23 | 60% |
Agente dispersante | 28,9% |
Agente espesante | 9,6% |
Humedad residual | 1,5%. |
Se fabricaron en un disolvedor de laboratorio,
con un diámetro de los platos de 50 mm, en un vaso de 500 ml, con
un diámetro de 70 mm, 200 g de la pintura para paredes interiores,
matizada de violeta, incorporándose los componentes siguientes de la
receta bajo agitación (indicaciones en % en peso):
Agua | 25,0% |
Dowanol®DPnB | 0,5% |
Dispersion® KDA 524n al 50% | 6,0% |
(Componente B) del sistema según la | |
invención, véase el ejemplo comparativo 1) | |
Producto sólido procedente del ejemplo 1 | 68,3% |
(Componente a) del sistema según la invención) | |
Colorante violeta | 0,2% |
(Componente a) del sistema según la invención). |
A continuación se dispersó durante 5 minutos con
un número de revoluciones de 500 min^{-1} (velocidad periférica
aproximada 1 m/s) con el disolvedor, midiéndose en la máquina una
absorción de potencia de 31 W.
El aporte energético específico referido al
volumen de aproximadamente 125 cm^{3} (densidad aproximada 1,6
g/cm^{3}) fue, a partir de estos valores de 74 J/cm^{3}.
Las pasta, fabricada de este modo, mostró una
capa de pintura exenta de estriaciones y de motas, cuando se aplicó
por medio de rasqueta, cuya intensidad de color aumentó solo de
manera despreciable incluso después de otros 2 minutos de agitación
en el agitador rápido. El tamaño de grano fue menor que 40
\mum.
En comparación con la pintura blanca pura según
el ejemplo 2, la pintura matizada de violeta mostró una viscosidad
ligeramente mayor sin embargo mostró comportamientos comparables al
extendido, al escurrido y al secado.
No se observaron inconvenientes en cuanto a la
resistencia al fregado ni al frote.
Se obtuvieron también resultados de la misma
calidad una vez que ambos productos sólidos del componente a) de
este ejemplo, se mezclaron en estado seco, homogéneamente, como
paso previo a su incorporación en el sistema.
Se aplicaron, en un disolvedor de laboratorio,
1.200 g de una dispersión amarilla de la siguiente composición (%
en peso):
\newpage
Bayferrox® Rot 130 M | 57% |
(pigmento inorgánico C.I.Pigment Red 101, Bayer AG) | |
Agente dispersante a base de aceite de ricino oxialquilado | 4,4% |
Agente dispersante a base de ésteres de fosfato modificados | 14,7% |
Agente espesante al 10% (Mowiol® 4-88, Hoechst AG) agua | 23,2%. |
La dispersión se llevó a cabo con un disco de 50
mm de diámetro con un número de revoluciones de 3.500 min^{-1}
durante un período de 20 minutos. El aporte energético específico
se calculó con un valor de 136 J/cm^{3}.
La lechada (dispersión), obtenida de este modo se
secó a continuación, por medio de un secadero de laboratorio
(secadero para dos productos) con una temperatura de entrada de
170ºC y una temperatura de salida de 70ºC, para dar un polvo pobre
en finos con una humedad residual del 0,3% en peso.
La composición del producto sólido rojo (% en
peso aproximado) fue:
C.I. Pigment Rot 101 | 87,8% |
Agente dispersante total | 7,85% |
Agente espesante | 4,05% |
Humedad residual | 0,3%. |
Se fabricaron en un disolvedor de laboratorio,
con un diámetro de los platos de 50 mm en un vaso de 500 ml, con un
diámetro de 70 mm, 200 g de la pintura para paredes interiores
matizada de rojo, incorporándose, bajo agitación, los componentes
de las recetas siguientes (indicaciones en % en peso):
Agua | 25,5% |
Dowanol® DPnB | 0,5% |
Dispersión ®KDA 524n al 50% | 6,0% |
(Componente b) del sistema según | |
la invención, véase el ejemplo comparativo 1) | |
Producto sólido procedente del ejemplo 1 | 63,0% |
(Componente a) del sistema según la invención) | |
Producto sólido rojo anterior | 5,0% |
(Componente a) del sistema según la invención). |
A continuación se dispersó durante 5 minutos con
un número de revoluciones de 500 min^{-1} (velocidad periférica
aproximada de 1 m/s) con el disolvedor midiéndose en la máquina una
absorción de potencia de 28 W.
El aporte energético específico, referido al
volumen de aproximadamente 125 cm^{3} (densidad aproximada 1,6
g/cm^{3}) fue, a partir de estos valores, de 67 J/cm^{3}.
La pasta, fabricada de este modo, mostró una capa
de pintura exenta de estriaciones y de motas, con una gran
intensidad de color, cuando se aplicó mediante rasqueta, cuya
intensidad de color no aumentó incluso al cabo de otros 2 minutos de
agitación en el agitador rápido. El tamaño de grano fue menor que
40 \mum.
En comparación con la pintura blanca pura, según
el ejemplo 2, la pintura matizada de rojo mostró una viscosidad
ligeramente mayor, sin embargo no mostró propiedades
inconvenientes, en principio, para la aplicación industrial.
Se obtuvieron resultados igualmente buenos una
vez que ambos productos sólidos del componente a) de este ejemplo
se mezclaron en seco, de manera homogénea antes de su incorporación
en el sistema.
Claims (9)
1. Sistema para pinturas y para agentes de
recubrimiento, que contienen
a) al menos un componente sólido, que contiene al
menos un pigmento blanco, negro o coloreado inorgánico u orgánico,
cargas inorgánicas u orgánicas o mezclas de las mismas y
b) al menos un componente de agente
aglutinante,
caracterizado porque los componentes del
sistema proporcionan en agua, con un aporte energético menor que
150 J/cm^{3}, referido a la suma de los volúmenes de los
componentes y del agua, una dispersión acuosa con un tamaño de
grano de <60 \mum, determinado según ISO 1524:1983).
2. Sistema para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizado
porque el componente sólido a) contiene desde 30 hasta 99,5 % en
peso de pigmentos y/o de cargas y menos de un 15% en peso de
humedad residual, referido respectivamente al componente sólido.
3. Sistema para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizado
porque el componente sólido a) se emplea en forma de granulado con
un tamaño medio de las partículas, determinado a partir de la
distribución de masas, desde 20 hasta 5.000 \mum, preferentemente
desde 50 hasta 2.000 \mum, especialmente desde 100 hasta 500
\mum.
4. Sistemas para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 1, que contienen
- desde un 1 hasta un 95% en peso
- de componente sólido a)
- desde un 0,1 hasta un 60% en peso
- de componente aglutinante b) en forma sólida o líquida y
- desde un 4,9 hasta un 98,9% en peso
- de agua, referido respectivamente al sistema para pinturas
- \quad
- y agentes de recubrimiento.
5. Pinturas y agentes de recubrimiento según la
reivindicación 1, caracterizados porque se emplea,
adicionalmente, a modo de componente c) un disolvente orgánico
soluble en agua o miscible en agua.
6. Sistemas para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizados
porque el componente sólido empleado a) puede obtenerse porque se
desmenuza en húmedo, en caso dado los pigmentos y/o las cargas en
su forma sólida o en forma de suspensión acuosa en un medio acuoso
o acuoso-orgánico, en caso dado en presencia de
aditivos y a continuación se secan.
7. Sistemas para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 6, caracterizados
porque el componente sólido empleado a) se obtiene mediante secado
por pulverización, especialmente mediante secado por pulverización
para un solo producto o para dos productos.
8. Sistemas para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 6, caracterizados
porque el componente sólido empleado a) se obtiene mediante secado
por liofilizado.
9. Empleo del sistema para pinturas y agentes de
recubrimiento según la reivindicación 1, para la fabricación de
pinturas y agentes de recubrimiento acuosos, especialmente pinturas
en dispersión y barnices, pinturas para metales y capas de fondo
para metales, pinturas para el barnizado del automóvil, pinturas
para la protección de la madera y barnizados así como para la
fabricación de pinturas acuosas para el pintado de papeles y
pinturas para papeles pintados, de pinturas acuosas para el
aprestado del cuero así como tintas acuosas de impresión para papel
para no tejidos y para textiles.
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