ES2238664T3 - Prepinturas y procedimiento de preparacion de pinturas a partir de prepinturas. - Google Patents

Prepinturas y procedimiento de preparacion de pinturas a partir de prepinturas.

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ES2238664T3 ES03253479T ES03253479T ES2238664T3 ES 2238664 T3 ES2238664 T3 ES 2238664T3 ES 03253479 T ES03253479 T ES 03253479T ES 03253479 T ES03253479 T ES 03253479T ES 2238664 T3 ES2238664 T3 ES 2238664T3
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Abstract

Un conjunto de prepinturas que comprende: (i) al menos una prepintura opacificante x, que comprende al menos un pigmento opacificante; (ii) al menos una prepintura extendedora y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y (iii) al menos una prepintura aglomerante z, que comprende al menos un aglomerante polímero; en el que al menos una dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) es un sólido; en el que dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) son diferentes, mutuamente compatibles, y dispersables en agua; y en el que dicho conjunto de prepinturas es suficiente como para formar al menos una línea de pintura.

Description

Prepinturas y procedimiento de preparación de pinturas a partir de prepinturas.
Esta invención se refiere a conjuntos de prepinturas, procedimientos de formulación de líneas de pinturas usando los conjuntos de prepinturas, y a un procedimiento de formulación de una gama de pinturas a partir de los conjuntos de prepinturas, en el que las líneas de pinturas y las gamas de pinturas son útiles como recubrimientos para la señalización de carreteras, recubrimientos arquitectónicos, recubrimientos industriales, recubrimientos para artes gráficas, recubrimientos para el acabado de agregados no cementosos, recubrimientos elastoméricos, adhesivos, calafateados, sellantes, y otros productos relacionados con la construcción.
La formulación de pinturas es un asunto complejo que implica la cuidadosa selección y mezclado de diversos ingredientes de la pintura en diferentes relaciones, dependiendo del tipo de pintura deseada. El tipo y proporción de ingredientes seleccionados de la pintura deben proporcionar una pintura con propiedades de transformación y manipulación específicas, así como las propiedades de la película de pintura seca final deseadas. Los ingredientes principales de las formulaciones de pintura de látex son típicamente un aglomerante, un pigmento opacificante, un extendedor del pigmento, y agua. Los ingredientes opcionales comunes incluyen desespumantes, coalescentes, plastificantes, espesadores, modificadores de la reología no espesantes, secantes, agentes anti-capa, tensioactivos, mildiocidas, biocidas y dispersantes. De acuerdo con ello, los fabricantes de pinturas tienen que almacenar un gran número de ingredientes de pinturas, y cambiar los ingredientes de pinturas durante la fabricación, dependiendo del tipo específico de pintura a preparar. Los implicados en la cadena de suministro, particularmente los minoristas de pinturas, han de soportar grandes inventarios de pinturas con el fin de ofrecer una gama de pinturas que tengan varios niveles de brillo, bases de tinción, particularmente usos finales (es decir, exterior o interior), y otras diversas cualidades. Esto es especialmente cierto cuando se usan pinturas acuosas debido al alto contenido en agua de dichas pinturas, así como las grandes cantidades de aditivos que son necesarios para la prevención del ataque por hongos y bacterias, sedimentación o re-aglomeración de los pigmentos, separación de la fase líquida, reducción en la calidad debido al secado del producto en y sobre los envases, y otros problemas. Esto da como resultado altos costes con respecto al tipo y tamaño de los materiales de envasado, así como el alto costo de almacenamiento y transporte.
De acuerdo con ello, es deseable formular pinturas usando un número limitado de ingredientes de pinturas para preparar todas las diferentes formulaciones de pinturas, y es especialmente deseable que dichos ingredientes de pinturas estén en una forma sólida, puesto que las composiciones de pintura en polvo seco pueden ser más fácilmente almacenadas y transportadas que sus contrapartidas líquidas. Esto permitiría la minimización del número y tipo de ingredientes de pinturas requeridos para formular una gama de pinturas, tanto en plantas industriales a gran escala como en una escala relativamente menor, en el punto de venta o en los lugares de uso. Igualmente, permitiría el aplazamiento de la diferenciación del producto en las industrias de pinturas, ofreciendo al comprador la flexibilidad de seleccionar las características del producto final deseado, incluyendo el color de la pintura o el tipo de la propia pintura, mientras que al mismo tiempo se permitiría al fabricante o vendedor de pinturas (minorista o al por mayor o distribuidor) evitar excesos de almacenamiento, y minimizar inventarios de materias primas, productos intermedios y productos finales.
La Patente Europea Número WO 00/60015, describe una pintura y un sistema de recubrimiento que contiene al menos un componente sólido (a) que incluye al menos un pigmento y al menos una carga, y al menos un componente aglomerante (b) en forma sólida o líquida, en el que los componentes del sistema en agua, con una aportación de energía menor de 150 J/cm^{3} producen una dispersión acuosa con una granulación menor de 60 \mum. Sin embargo, esta referencia no describe ya sea el uso de un número limitado de ingredientes de pinturas para preparar una amplia variedad de formulaciones de pintura, o bien el uso de pigmentos opacificantes y pigmentos extendedores en prepinturas separadas.
La Publicación de la Solicitud de Patente de EE.UU. Número US2002/0016405 A1, describe un conjunto de prepinturas suficiente como para formular al menos una línea de pintura, en la que el conjunto incluye al menos una prepintura opacificante fluida, y al menos una prepintura aglomerante fluida; así como un procedimiento de formación de al menos una línea de pintura usando el conjunto de prepinturas; y un procedimiento de formación de una gama de pinturas usando las al menos dos líneas de pinturas formadas a partir del conjunto de prepinturas. Sin embargo, esta referencia no describe el uso de prepinturas en la forma de un sólido.
Los presentes solicitantes han descubierto que, mediante el uso de un conjunto de prepinturas diferentes pero mutuamente compatibles, en las que al menos una de las prepinturas está en una forma sólida, se puede reducir significativamente el número y volumen de ingredientes de pintura necesarios para preparar una amplia variedad de formulaciones de pinturas que tienen características de acabado variables.
En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de prepinturas que comprende: (i) al menos una prepintura opacificante x, que comprende al menos un pigmento opacificante; (ii) al menos una prepintura extendedora y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y (iii) al menos una prepintura aglomerante z, que comprende al menos un aglomerante polímero; en el que al menos una dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) es un sólido; en el que dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) son diferentes, mutuamente compatibles, y dispersables en agua; y en el que dicho conjunto de prepinturas es suficiente como para formar al menos una línea de pintura.
En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de formación de al menos una línea de pintura, que comprende: (a) el proporcionar un conjunto de prepinturas mutuamente compatibles, dispersables en agua, que comprende: (i) al menos una prepintura x, que comprende al menos un pigmento opacificante; (ii) al menos una prepintura y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y (iii) al menos una prepintura z, que comprende al menos un aglomerante polímero; en el que al menos una dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) es un sólido; y (b) el suministro de cantidades predeterminadas de dichas prepinturas dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar al menos una línea de pintura.
En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de formación de un recubrimiento sobre un substrato, que comprende las etapas de: (a) proporcionar un conjunto de prepinturas mutuamente compatibles, dispersables en agua, que comprende: (i) al menos una prepintura x, que comprende al menos un pigmento opacificante; (ii) al menos una prepintura y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y (iii) al menos una prepintura z, que comprende al menos un aglomerante polímero; en el que dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) son sólidas; (b) el suministro de cantidades predeterminadas de dichas prepinturas sólidas dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar al menos una línea de pintura; (c) la dispersión de dichas prepinturas sólidas en un medio acuoso; (d) la aplicación de dicha dispersión a un substrato; y (e) el secado de dicha dispersión con el fin de formar un recubrimiento.
En un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de formación de una gama de pinturas que comprende al menos dos líneas de pinturas, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: (a) proporcionar un conjunto de prepinturas mutuamente compatibles, dispersables en agua, suficientes como para formular al menos dos líneas de pinturas, que comprende: (i) al menos una prepintura x, que comprende al menos un pigmento opacificante; (ii) al menos una prepintura y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y (iii) al menos una prepintura z, que comprende al menos un aglomerante polímero; y (iv) al menos una prepintura opacificante, extendedora o aglomerante adicional que es diferente de las prepinturas x, y y z; en el que al menos una de dichas prepinturas (i), (ii), (iii) y (iv) es un sólido; y (b) el suministro de una cantidad predeterminada de cada una de las prepinturas dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar una gama de pinturas.
La composición de la presente invención se refiere a un conjunto de prepinturas diferentes, mutuamente compatibles y dispersables en agua, que es suficiente para formular al menos una línea de pintura. Las prepinturas de la presente invención incluyen al menos una prepintura opacificante x, que incluye al menos un pigmento opacificante; al menos una pintura extendedora y, que incluye al menos un pigmento extendedor; y al menos una prepintura aglomerante z, que incluye al menos un aglomerante polimérico. Al menos una de las prepinturas está en forma de un polvo sólido, y preferiblemente todas las prepinturas están en la forma de un polvo sólido. El número total de prepinturas está, preferiblemente, dentro del intervalo de 3 a 15.
La prepintura opcificante, x, de la composición de la invención, incluye al menos un pigmento opacificante. Por "prepintura opacificante" se entiende aquí que la prepintura contiene al menos 50 por ciento en peso, sobre una base de sólidos, de al menos un pigmento opacificante. Los pigmentos opacificantes útiles aquí, incluyen pigmentos blancos que imparten poder de cubrición o de dispersión de la luz blanca a la pintura a través de todas las longitudes de onda visibles sin un alto grado de absorción. Los pigmentos opacificantes adecuados incluyen dióxido de titanio (TiO_{2}) y una combinación de dióxido de titanio y pigmentos de cubrición auxiliares tales como partículas de látex huecas, óxido de cinc, óxido de plomo, un pigmento polímero sintético, y mezclas de los mismos. Los grados de rutilo y anatasa del dióxido de titanio son adecuados para uso aquí. El dióxido de titanio rutilo es el preferido. La superficie de los dióxidos de titanio puede tratarse con diversos tratamientos orgánicos y/o inorgánicos, tal como los óxidos de silicio, alúmina y circonio. El óxido de titanio ahumado es también útil aquí.
Las partículas de látex huecas útiles aquí como pigmentos de cubrición auxiliares, tienen un diámetro de tamaño de partícula de desde aproximadamente 100 nm hasta aproximadamente 2.500 nm, preferiblemente desde aproximadamente 500 nm hasta aproximadamente 1.100 nm, y una fracción hueca de desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 75%. Las partículas de látex huecas tienen al menos un hueco, y preferiblemente, las partículas de látex huecas tienen un único hueco. Los huecos pueden estar interconectados, tener canales conectados hacia el exterior de las partículas, tener estructuras de tipo vesiculadas o de esponja, o tener una forma no esférica. Las partículas de látex huecas tienen una temperatura de transición vítrea (Tg) de al menos aproximadamente 20ºC, preferiblemente de al menos aproximadamente 50ºC, calculada usando la ecuación de Fox (1) (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., vol. 1, Edición No. 3, pág. 123, (1956)). Es decir, para el cálculo de la Tg de un copolímero de monómeros M1 y M2:
(1)1/Tg(calc.) = w(M1) /Tg(M1) + w(M2) /Yg(M2)
en donde:
Tg(calc.) es la temperatura de transición vítrea calculada para el polímero;
w(M1) es el peso de la fracción de monómero M1 en el copolímero;
w(M2) es el peso de la fracción de monómero M2 en el copolímero;
Tg(M1) es la temperatura de transición vítrea del homopolímero de M1; y
Tg(M2) es la temperatura de transición vítrea del homopolímero de M2,
estando medidas todas las temperaturas en ºK.
Cuanto mayor sea la temperatura de transición vítrea, mayor será la dureza de la partícula y menos probable será que se derrumbe. Si las partículas de látex huecas se derrumban, estas son incapaces de contribuir a la cubrición. Las partículas de látex huecas se preparan mediante procedimientos de polimerización convencionales conocidos en la técnica, tales como los descritos en los Documentos US-A-3.784.391, US-A-4.798.691, US-A-4.908.271, US-A-4.972.000, US-A-5.041.464, US-A-5.157.084, US-A-5.216.044 y US-A-6.020.435, así como en las Solicitudes de Patentes Japonesas 60/223.873, 61/62510, 61/66710, 61/86941, 62/12736, 62/156387, 01/185311 y 02/140272. Preferiblemente, las partículas de látex huecas se preparan de acuerdo con los Documentos US-A-4.427.836, US-A-4.469.825, US-A-4.594.363, US-A-4.880.842, US-A-5.494.971 y US-A-6.020.435.
En una realización, la prepintura opacificante es una prepintura de dióxido de titanio que incluye al menos un pigmento opacificante de dióxido de titanio, al menos un dispersante, y al menos un espesador. Cuando la prepintura opacificante está en la forma de un líquido, esta incluye además agua; tiene un contenido en sólidos en volumen de desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 80%, preferiblemente desde aproximadamente 40% hasta aproximadamente 65%; tiene una viscosidad Stormer de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 250 KU, preferiblemente desde aproximadamente 60 hasta aproximadamente 150 KU; y preferiblemente es estable a la sedimentación (es decir, el pigmento no se deposita después de 10 días a 25ºC).
En otra realización, la prepintura opacificante es prepintura de dióxido de titanio útil para la formulación de una pintura de látex pigmentada, de un envase, que contiene otros ingredientes de pintura. La prepintura incluye al menos un pigmento opacificante, al menos un dispersante, al menos un espesante, y al menos un aglomerante polimérico formador de película o no formador de película. Cuando la prepintura opacificante está en la forma de un líquido, esta incluye además agua; tiene un contenido en sólidos en volúmen de desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 80%, preferiblemente desde aproximadamente 40% hasta aproximadamente 65%; tiene un contenido de PVC (concentración en volúmen de pigmentos) de desde aproximadamente 35% hasta aproximadamente 100%, preferiblemente desde aproximadamente 45% hasta 100%; tiene una viscosidad Stormer de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 250 KU, preferiblemente desde aproximadamente 60 hasta aproximadamente 150 KU; y preferiblemente es estable a la sedimentación (es decir, no se deposita después de 10 días a 25ºC). Opcionalmente, el aglomerante polimérico está absorbido sobre el pigmento opacificante de dióxido de titanio u otro opacificador, caso de estar presente.
La prepintura extendedora, y, de la composición de la invención, incluye al menos un pigmento extendedor. Por "pigmento extendedor" se entiende aquí que la prepintura contiene al menos 50 por ciento en peso, sobre una base de sólidos, de al menos un pigmento extendedor. Los pigmentos extendedores son sólidos inorgánicos o polímeros opacos que no imparten el color primario o poder de cubrición a la pintura, aunque pueden tener influencias secundarias sobre sus propiedades. Proporcionan volumen, son de coste bajo, son insolubles en agua, y tienen un índice de absorción bajo. Los pigmentos extendedores útiles aquí incluyen pigmentos extendedores para exterior e interior optimizados para el uso final al que se destinan. Los pigmentos extendedores para exterior son insolubles en agua y tienen un índice de absorción bajo. Están optimizados para su duración al exterior en el mercado particular al cual se vende la pintura, y no disminuyen las propiedades deseadas de no fisuración, no formación de yeso, y no retención de la suciedad. Igualmente proporcionan un bajo coste en volúmen. Los pigmentos extendedores para interior están optimizados para la cubrición, brillo y bajo coste. Los pigmentos extendedores adecuados incluyen sulfato de bario (con un tamaño de partícula de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15 micrómetros), Blanco Fijo (con un tamaño de partícula de desde aproximadamente 0,5 micrómetros hasta aproximadamente 5 micrómetros), carbonato cálcico (con un tamaño de partícula de desde aproximadamente 0,05 micrómetros hasta aproximadamente 35 micrómetros), sílice (con un tamaño de partícula de desde aproximadamente 0,001 micrómetros hasta aproximadamente 14 micrómetros), silicato de magnesio (con un tamaño de partícula de desde aproximadamente 0,5 micrómetros hasta aproximadamente 15 micrómetros), silicato de aluminio (con un tamaño de partícula de desde aproximadamente 0,2 micrómetros hasta aproximadamente 5 micrómetros), mica, bentonita, alúmino-silicato magnésico, alúmina ahumada, attapulgita coloidal, alúmino-silicato sódico y alúmino-silicato sódico potásico, y similares.
En una realización, la prepintura extendedora incluye al menos un extendedor mineral, y al menos un espesador. Opcionalmente, se incluye igualmente un aglomerante polimérico. Cuando la prepintura extendedora está en la forma de un líquido, esta incluye además agua; tiene un contenido en sólidos en volúmen de desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 80%, preferiblemente desde aproximadamente 40% hasta aproximadamente 70%; tiene un contenido de PVC de desde aproximadamente 35% hasta aproximadamente 100%, preferiblemente desde aproximadamente 40% hasta 100%; y tiene una viscosidad Stormer de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 250 KU, preferiblemente desde aproximadamente 60 hasta aproximadamente 150 KU.
La prepintura aglomerante, z, de la composición de la invención, incluye al menos un aglomerante polímero. Por "prepintura aglomerante" se entiende aquí que la prepintura contiene al menos 50 por ciento en peso, sobre una base de sólidos, de al menos un aglomerante polímero. Los aglomerantes polímeros son polímeros o prepolímeros que forman la película primaria de la pintura. Los aglomerantes mantienen el pigmento y/o extendedores juntos cuando están en forma de película seca, proporcionan el flujo de pintura requerido, y determinan el brillo y la dureza de la película de pintura final. Los aglomerantes seleccionados para las prepinturas dependen del uso al que se destinan las pinturas formuladas. Por ejemplo, los aglomerantes adecuados para pinturas para exterior son generalmente adecuados para pinturas para interior, pero los aglomerantes adecuados para pinturas para interior pueden no ser adecuados para pinturas para exterior.
Los aglomerantes polímeros adecuados incluyen, pero sin limitarse a ellos, homopolímeros, copolímeros y terpolímeros que tienen composiciones tales como, por ejemplo, acrílica y/o metacrílica, acetato de polivinilo, estireno-acrílica, estireno-butadiénica, acetato de vinilo-acrílica, etileno-acetato de vinilo, acetato de vinilo-versatato de vinilo, acetato de vinilo-maleato de vinilo, acetato de vinilo-cloruro de vinilo-acrílica, etileno-acetato de vinilo-acrílica, y polímeros de uretano, conteniendo opcionalmente hasta el 10% en peso de monómeros funcionales y otros monómeros, y mezclas de los mismos. Opcionalmente, los aglomerantes polímeros incorporados en las prepinturas, x, y, u otras prepinturas, son los mismos o diferentes del aglomerante polímero de la prepintura z.
En una realización, la prepintura aglomerante incluye un aglomerante polímero de látex que contiene agua, que tiene una Tg, calculada usando la ecuación de Fox, de desde aproximadamente -30ºC hasta aproximadamente 70ºC, preferiblemente desde aproximadamente -10ºC hasta aproximadamente 60ºC. Cuando la prepintura está en la forma de líquido, esta incluye además agua; tiene un contenido de sólidos en volúmen de desde aproximadamente 25% hasta aproximadamente 70%, preferiblemente desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 65%; y tiene una viscosidad Brookfield menor de aproximadamente 100.000 centipoises, preferiblemente desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 50.000 centipoises, a una velocidad de cizallamiento de 1,25 segundos^{-1}. Cuando la prepintura aglomerante está en la forma de un sólido, e incluye un aglomerante polimérico que tiene una Tg por debajo de la temperatura ambiente, es decir, si las partículas del aglomerante polímero son blandas, en ese caso, en una realización, el polímero blando se modifica para prevenir la fusión de las partículas del polímero. Dicha modificación se lleva a cabo, por ejemplo, mediante la coagulación de un látex de un polímero duro sobre las partículas del polímero blando, o mediante el recubrimiento del polímero blando con un pigmento o extendedor u otro material que sea lo suficientemente duro como para proporcionar un acolchado entre las partículas del polímero sin impedir la formación de la película. En otra realización, la aglomeración del polímero blando se previene mediante el secado por pulverización del polímero blando con un material en partículas inerte tal como sílice, silicatos de aluminio, carbonato cálcico, y combinaciones de los mismos.
Tal como se ha indicado anteriormente, al menos una de las prepinturas está en la forma de un sólido. En una realización, la prepintura opacificante sólida y la prepintura extendedora sólida se obtienen mediante el molido en húmedo de los ingredientes de la prepintura en un medio acuoso y, a continuación, el secado de los mismos. Por "molido en húmedo" se entiende aquí la homogeneización por dispersión. Los procedimientos que pueden usarse para lograr el molido en húmedo son bien conocidos en la técnica, tales como, por ejemplo, disolvedores, molinos de desgaste por rozamiento, molinos de bolas, molinos rotor-estator, molinos de esferas agitadas, y homogeneizadores de alta presión. La prepintura aglomerante se obtiene preparando el aglomerante mediante un procedimiento convencional tal como emulsión, suspensión, y polimerización por precipitación; la adición de los otros ingredientes de la prepintura; y secado. Los procedimientos adecuados para el secado de las prepinturas son igualmente bien conocidos en la técnica, tales como, por ejemplo, secado por pulverización (por ejemplo mediante una boquilla de alta presión o una cámara en espiral, discos atomizadores), criodesecación, criodesecación por pulverización, secado en lecho fluidizado, reconstitución de la granulación (por ejemplo, mediante el procedimiento de granulación en disco o tambor), secado en lecho fluidizado y mezclado de la aglomeración.
Cuando se usa al menos una prepintura líquida, los ingredientes de la prepintura líquida son compatibles unos con otros. El prepintura líquida es mutuamente compatible con otras prepinturas con las cuales se usa. Cuando todas las prepinturas están en la forma de un sólido, los ingredientes de cada prepintura son mutuamente compatibles con los ingredientes de las otras prepinturas, cuando están dispersadas en un medio acuoso. Por "mutuamente compatibles" se entiende que las pinturas formadas mezclando las prepinturas no evidencian signos de inestabilidad coloidal tal como floculación. Preferiblemente, las pinturas formadas a partir de las prepinturas muestran menos de 5 g de residuo, tal como gel y arenilla, por litro de pintura, cuando la pintura se pasa a través de un tamiz de malla 325, más preferiblemente, las pinturas formadas a partir de las prepinturas muestran menos de 1 g de residuo por litro de pintura cuando la pintura se pasa a través de un tamiz de malla 325. Preferiblemente, las prepinturas, cuando se usan en la forma de un líquido, muestran menos de 5 g de residuo, tal como gel y arenilla, por litro de prepintura, cuando la prepintura se pasa a través de un tamiz de malla 325, más preferiblemente, las prepinturas muestran menos de 1 g de residuo por litro de prepintura cuando la prepintura se pasa a través de un tamiz de malla 325. Si las prepinturas, colorantes, y aditivos opcionales incluidos para potenciar las propiedades específicas de la pintura son completamente compatibles, en ese caso, son mezclables en cualquier combinación que entre dentro del espacio de formulación necesario para lograr el perfil de propiedad deseado en la pintura final. Por "completamente compatible" se entiende aquí que los ingredientes son mezclables en cualquier relación sin inducir la inestabilidad coloidal. Sin embargo, es suficiente, para las prepinturas, colorantes y aditivos opcionales incluidos para potenciar las propiedades específicas de la pintura, el que sean compatibles. Por "compatible" se entiende aquí que son mezclables a las relaciones deseadas sin inducir inestabilidad coloidal para lograr el perfil de propiedades deseado dentro de una gama de pinturas.
Cuando se desea una única línea de pintura, en ese caso, la línea completa de pintura se forma a partir de una de cada prepintura x, prepintura y y prepintura z. Tal como aquí se usa, "pintura" es un término que se usa en su sentido más amplio, el cual está destinado a incluir cualquier recubrimiento que pueda aplicarse a una superficie para fines decorativos y/o protectores, tal como, por ejemplo, las pinturas usadas para recubrimiento para el marcado de carreteras, recubrimientos arquitectónicos, recubrimientos industriales, recubrimientos para artes gráficas, recubrimientos para el acabado de agregados no cementosos, recubrimientos elastoméricos, adhesivos, y calafateados. Tal como aquí se usa, una "línea de pintura" incluye al menos dos pinturas diferentes que muestran propiedades de película seca que difieren materialmente de otra en al menos una propiedad observable tal como lustre, color y duración al exterior. Una línea de pintura puede incluir, por ejemplo, un grupo de pinturas seleccionadas a partir de tres pinturas, las cuales, al secarse, forman películas que tienen diferentes niveles de lustre; dos pinturas las cuales, al secarse, forman películas que son adecuadas para comportarse adecuadamente en interiores y exteriores; y cuatro pinturas las cuales, al secarse, forman películas que tienen diferentes niveles de calidad o comportamiento, tal como, por ejemplo, diferentes niveles de resistencia al frotado. Más particularmente, una línea de pintura podría incluir cuatro pinturas diferentes, cuyas películas secas tienen diferentes niveles de lustre, típicamente comercializados como brillo, semi-brillo, cáscara de huevo, satinada o de bajo lustre, y mate. El lustre está determinado por el volúmen y tipo de aglomerante(s),
pigmento(s) y extendedor(es), si es que existen, en la pintura.
Además de los diversos niveles de lustre, las pinturas se formulan comúnmente para ser no tintadas (blancas) o tintadas dentro de una amplia variedad de colores usando diferentes bases de tintes, incluyendo tonos pastel o claros, medios, semitonos o tonos intensos. Esta capacidad requiere una línea de pintura que tenga cuatro pinturas. Igualmente, las pinturas se formulan con el fin de proporcionar ciertos niveles de propiedades de comportamiento, tales que puedan venderse como buena/estándar, mejor y la mejor/premium.
Tal como se ha indicado anteriormente, una "línea de pintura" incluye dos o más pinturas diferentes cuyas películas secas difieren materialmente en al menos una propiedad observable. Por "diferente" se entiende aquí que las pinturas cumplen uno de los criterios siguientes:
(1) la concentración en volúmen de pigmento (PVC) de las pinturas que son las más diferentes deben diferir en al menos el 2%; o
(2) los sólidos en volúmen (VS) de las pinturas que son las más diferentes deben diferir en al menos el 2%.
La concentración en volúmen de pigmento (PVC) es una medida de cómo es de "rica en aglomerante" una formulación. Se calcula usando la fórmula siguiente (2):
(2)PVC (%) = \frac{vol. \ pigmento(s) \ + \ vol \ extendedor(es)}{vol. \ pigmento(s) \ + \ vol. \ extendedor(es) \ + \ vol. \ aglomerante(s)} x 100
El contenido en sólidos en volúmen (VS) es el volúmen en seco de pigmento(s) más el volúmen en seco de extendedor(es) más el volúmen en seco de aglomerante(s). Se calcula mediante la fórmula siguiente (3):
(3)PVC (%) = \frac{vol. \ seco \ pigm(s) \ + \ vol \ seco \ extend(es) \ + \ vol. \ seco \ aglom(s)}{vol. \ total \ de \ la \ formulación} x 100
Cuando se encuentran presentes aditivos, su volúmen se incluye en la determinación del volúmen en seco total.
Una realización de la presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de al menos una línea de pintura mediante el suministro de la composición de la invención, tal como se ha definido anteriormente, y la aportación de cantidades predeterminadas de las prepinturas dentro de envases o dispositivos de aplicación. Mediante la venta de las prepinturas en la forma de un sólido, el vendedor puede minimizar el volúmen de materias primas que debe almacenar para hacer una línea de pintura y, de esta forma, minimizar los costes de almacenamiento y transporte. En una realización diferente, cuando todas las prepinturas están en una forma sólida, las prepinturas están dispersadas, en cantidades predeterminadas, en un medio acuoso con el fin de formar una pintura líquida antes de su venta al comprador, el cual puede, de esta forma, aplicar la pintura a un substrato y, a continuación, dejarla secar para formar un recubrimiento. En otra realización, cuando al menos una de las prepinturas no está en la forma de un sólido, la prepintura(s) sólida están dispersadas en la prepintura(s) líquida, las cuales, a continuación, han de diluirse tanto como sea necesario antes de su aplicación a un substrato y secadas.
Otra realización de la presente invención se refiere a un procedimiento depreparación de una gama de pinturas, el cual incluye al menos dos líneas de pinturas, mediante el suministro de un conjunto de prepinturas diferentes, mutuamente compatibles, y dispersables en agua, que es suficiente para formular al menos una línea de pintura, en el que las prepinturas incluyen al menos una prepintura, x, que contiene al menos un pigmento opacificante; al menos una prepintura, y, que contiene al menos un pigmento extendedor; al menos una prepintura, z, que contiene al menos un aglomerante polimérico, y al menos una prepintura opcacificante, una prepintura extendedora, o prepintura aglomerante adicional, que es diferente de las prepinturas x, y, y z. Al menos una de las prepinturas está en la forma de un polvo sólido, preferiblemente todas las prepinturas están en la forma de un polvo sólido. Una cantidad predeterminada de las prepinturas se suministra dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar una gama de pinturas. Mediante la venta de las prepinturas en la forma de un sólido, el vendedor puede minimizar el volúmen de materias primas que debe almacenar para hacer la gama de pinturas y, de esta forma, minimizar los costes de almacenamiento y transporte. Como alternativa, cuando todas las prepinturas están en una forma sólida, las prepinturas están dispersadas, en cantidades predeterminadas, en un medio acuoso con el fin de formar una pintura líquida antes de su venta al comprador, el cual puede, de esta forma, aplicar la pintura a substrato y, a continuación, dejarla secar para formar un recubrimiento. Cuando al menos una de las prepinturas no está en la forma de un sólido, la prepintura(s) sólida están dispersadas en la prepintura(s) líquida, las cuales, a continuación, han de diluirse necesariamente antes de su aplicación a un substrato y secadas.
Tal como aquí se usa, el término "una gama que incluye al menos dos líneas de pinturas", se define por analogía con una gráfica x-y, en la que el eje horizontal de la gráfica es el eje x, y el eje vertical de la gráfica es el eje y. El eje x representa una única línea de pintura en donde cada punto sobre el eje representa una pintura que difiere materialmente de las otras pinturas de la línea en al menos una propiedad observable, tal como el lustre y/o tono. El eje de las y, representa otra línea de pintura en donde cada punto sobre el eje representa una pintura diferente que difiere materialmente de las otras pinturas de la línea en al menos una propiedad observable, tal como área de uso (interior o exterior), y/o nivel de calidad (p. ej., bueno/estándar, mejor, y el mejor/premium). Cualquier punto sobre la gráfica x-y está representado por un par determinado, "(x,y)", en donde x es la coordenada x, e y es la coordenada y. "Una gama que incluye al menos dos líneas de pinturas", se representa por todas y cada una de las combinaciones posibles de pares determinados dentro de la gráfica. No obstante, se encuentra igualmente abarcada una gama de pinturas en las que algunos de los pares determinados, hasta el 30% del número total de pares determinados, están seleccionados por tener que ser omitidos, por ejemplo, por razones comerciales. Además se contempla una gama de pinturas en donde las propiedades observables de las películas de pintura seca cumplen estrecha y substancialmente la definición aquí dada; por ejemplo, el lustre de una pintura de brillo de semi-tono para secado al exterior en las líneas estándar, mejor y premium, puede diferir en unos pocos puntos en la escala de medida del lustre, sin apartarse del significado de una gama de pinturas de esta invención.
Si se desea una gama de pinturas que incluya dos líneas de pinturas, es decir, si se varían dos propiedades claves (por ejemplo, dos seleccionadas entre nivel de lustre, base de tinte, tipo de uso, y tipo de calidad), en ese caso, la gama de pinturas puede hacerse a partir de al menos una de cada una de la prepintura x, prepintura y, y prepintura z, y al menos una prepintura x', y', o z' adicional, dependiendo de las propiedades claves que se varíen. Por "prepintura x', y', o z' adicional" se entiende aquí una prepintura diferente de la prepintura x, y o z, respectivamente, pero que, por otra parte, tenga las características asociadas con la prepintura x, y o z.
Si se desea una gama de pinturas que incluya tres líneas de pinturas, es decir, si se varían tres propiedades claves (por ejemplo, tres seleccionadas entre nivel de lustre, base de tinte, tipo de uso, y tipo de calidad), en ese caso, la gama de pinturas se hace a partir de al menos una de cada una de la prepintura x, prepintura y, y prepintura z, y al menos dos prepinturas x', y', o z' adicionales, dependiendo de las propiedades claves que se varíen.
Si se desea una gama de pinturas que incluya cuatro líneas de pinturas, es decir, si se varían cuatro propiedades claves (por ejemplo, nivel de lustre, base de tinte, tipo de uso, y tipo de calidad), en ese caso, la gama completa de pinturas se hace a partir de al menos una de cada una de la prepintura x, prepintura y, y prepintura z, y al menos tres prepinturas x', y', o z' adicionales, dependiendo de las propiedades claves que se varíen.
Esta técnica puede es capaz de ampliarse con el fin de variar tantas propiedades claves adicionales como se desee.
En cada una de las realizaciones anteriores, las prepinturas se seleccionan de manera tal que proporcionen un espacio de formulación amplio, de forma tal que las propiedades de la pintura final deseada se encuentren dentro del espacio de mezcla definido cuando las prepinturas están en los extremos. En muchos casos, las prepinturas no son por sí mismas pinturas prácticas; sin embargo, llevando a las prepinturas a estos extremos se puede maximizar el espacio de mezcla disponible para la línea de pintura. Cuando las prepinturas, aditivos y colorantes son todos ellos completamente compatibles, pueden mezclarse en las relaciones deseadas para lograr la línea(s) de pintura(s)
deseada(s) y la gama de pinturas sin inducir inestabilidad coloida. Esta técnica es similar a los principios de diseño usados en el diseño experimental estadístico y en el análisis de diseños de componentes de mezclas; sin embargo, en lugar de diseñar un espacio de mezcla para explorar la superficie de respuesta dentro de él, los límites del espacio de mezcla se diseñan con el fin de maximizar la flexibilidad del sistema de pintura.
Las propiedades de la pintura se predicen mediante un cierto número de caminos. Una vía implica el desarrollo de modelos de superficie de respuesta del espacio de mezcla usando herramientas estadísticas de diseño experimental de los componentes de la mezcla estándar. A continuación, estos modelos estadísticos simples son usados por un programa de optimización lineal, una búsqueda de rejilla masiva, o una herramienta de análisis gráfico. Otra vía es el usar procedimientos empíricos para determinar qué mezclas son necesarias para líneas de pinturas específicas, incorporándose, a continuación, esas recetas empíricas en el software de la máquina de formación de pintura.
Una ampliación de estas técnicas es tener en la máquina de pintura previamente comprobadas automáticamente ciertas propiedades clave (p. ej., viscosidad, velocidad de secado, opacidad o color) y hacer ajustes menores durante la formulación de la pintura a partir de las prepinturas. La realización de ciclos de realimentación en la máquina de pintura proporciona una comprobación más precisa de la viscosidad, velocidad de secado, opacidad e identificación de colores.
De acuerdo con ciertas realizaciones alternativas de la invención, a las anteriores prepinturas se agregan cantidades menores, es decir, menos de aproximadamente 10% en peso, en base al peso total de la prepintura, de aditivos de pintura convencionales. Dichos aditivos incluyen, por ejemplo, ácidos, bases, desespumante, coalescente, co-disolvente, mildiocida, biocida, agente anticongelante, espesante, dispersante, resina soluble en álcali, agregado, inhibidor de la herrumbre, agente de reticulación, cera y similares. Estos aditivos deben ser compatibles unos con otros, y con los otros ingredientes de la prepintura.
Espesante es un término general que incluye cualquier material agregado a la pintura para modificar su perfil reológico. Los espesadores preferidos para uso aquí son espesadores asociativos, lo que significa que son polímeros solubles en agua o hinchables en agua que tienen grupos hidrófobos unidos químicamente, los cuales son capaces de asociaciones hidrófobas no específicas. Los espesadores adecuados para uso aquí incluyen alcohol polivinílico (PVA), emulsiones solubles en álcali, hidrofóbicamente modificadas, conocidas en la técnica como emulsiones HASE, emulsiones solubles en álcali conocidas en la técnica como emulsiones ASE, polímeros de óxido de etileno-uretano hidrofóbicamente modificados conocidos en la técnica como espesadores HEUR, y espesadores celulósicos tales como hidroximetil celulosa (HMC), hidroxietil celulosa (HEC), hidroxietil celulosa hidrofóbicamente modificada (HMHEC), carboximetil celulosa sódica (SCMC), carboximetil 2- hidroxietil celulosa sódica, 2-hidroxipropil metil celulosa, 2-hidroxietil metil celulosa, 2-hidroxibutil metil celulosa, 2-hidroxietil etil celulosa, 2-hidroxipropil celulosa, y similares. Igualmente útiles como espesadores son la sílice ahumada, arcilla attapulgita y otros tipos de arcilla, agentes quelantes de titanato, y similares.
Los agentes dispersantes para uso aquí incluyen dispersantes no iónicos, aniónicos y catiónicos tales como 2-amino 2-metil 1-propanol (AMP), dimetil amino etanol (DMAE), tripolifosfato potásico (KTPP), polifosfato trisódico (TSPP), ácido cítrico y otros ácidos carboxílicos, y similares. Los polímeros aniónicos y homopolímeros y copolímeros basados en ácidos policarboxílicos, incluyendo los que han sido hidrofóbicamente o hidrofílicamente modificados, p. ej., ácido poliacrílico o ácido polimetacrílico o anhídrido maléico con diversos monómeros tales como estireno, ésteres de acrilato o metacrilato, diisobutileno, y otros comonómeros hidrófilos o hidrófobos. Igualmente, se incluyen las sales de los polímeros anteriormente mencionados, así como las mezclas de estos dispersantes.
Las resinas solubles en álcalis son polímeros que contienen suficiente funcionalidad ácida y pesos moleculares bastante bajos como para disolverse en un medio acuoso cuando se neutralizan con una base. Muestran reología newtoniana, y actúan como un dispersante (es decir, reducen la tensión superficial del medio acuoso). Las resinas solubles en álcali adecuadas incluyen ésteres de ácido acrílico y ácido metacrílico copolimerizado con monómeros de ácido carboxílico (dichos copolímeros, por ejemplo, se encuentran disponibles de Rohm & Haas Company, Philadelphia, PA, y se comercializan bajo los nombres comerciales de Acrysol® I-62 y Acrysol® I-2074), copolímeros de estireno y ácido acrílico con alfa-metil estireno opcional (dichos polímeros, por ejemplo, se encuentran disponibles de Rohm & Haas Company, y se comercializan bajo el nombre comercial de Morez® 101), copolímeros de estireno/anhídrido maléico, y similares.
Los desespumantes adecuados incluyen desespumantes a base de silicona y a base de aceites minerales, y similares.
Los coalescentes no son necesarios si en las prepinturas aglomerantes se usan aglomerantes polímeros de látex libres de disolvente. Por "coalescente" se entiende aquí un disolvente orgánico usado en recubrimientos que colabora en la formación de la película actuando como un plastificante temporal, ayudando, de esta forma, al aglomerante a formar una película continua cuando se aplica a un substrato. Los aglomerantes libres de disolvente tienen, típicamente, una Tg baja y una temperatura de formación de película mínima, de manera tal que son formadores de película a temperaturas ambiente, tal como aproximadamente 20ºC. Si se requiere un coalescente, este, preferiblemente, se incorpora en cada una de la prepintura aglomerante (iii) y en cualquier otra prepintura que contenga aglomerantes polímeros de látex. Los coalescentes, plastificantes y otros disolventes opcionales adecuados incluyen etileno glicol, propileno glicol, hexileno glicol, monoisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol (TEXANOL®), éteres glicólicos, alcoholes minerales, metil carbitol, butil carbitol, ftalatos, adipatos, y similares.
Los mildiocidas y biocidas adecuados incluyen óxido de cinc, isotiazolonas, triazoles, y similares.
Los tensioactivos adecuados incluyen tensioactivos catiónicos, aniónicos y no iónicos.
Los agregados adecuados incluyen cargas pequeñas (típicamente de malla 40 y superior), intermedios (típicamente de malla 20-40) y grandes (típicamente de malla 20 e inferior), tales como arena, carbonatos de tamaño de partícula grande (piedra caliza), materiales cerámicos, vidrio, fibras, carbón, granito, talco, cuarzo multicoloreado, conchas de mar trituradas, productos reciclados tales como materiales que contienen asfalto, fibra de vidrio, vermiculita, perlita, agregado XO, y similares.
Los inhibidores de la herrumbre rápidos adecuados incluyen aminoetiletanol amina, benzoato amónico, nitrito sódico, sales de amonio y amina de ácidos dicarboxílicos y difenoles, tal como ácido glutárico, ácido malónico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido adípico, ácido succínico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, tidifenol y sulfonildifenol y sus sales de cinc acomplejadas con amonio y amina, terc-alquilo de C_{12} a C_{14} aminas, compuestos con ácido (2-benzotiazolitio)-butanodióico, aducto de ácido 4-p-tolilbutírico con 4-etilmorfolina, complejo de circonio con ácido 4-metil-\delta-oxo-benceno-butanóico, y similares.
Los agentes reticulantes adecuados incluyen iones metálicos polivalentes, tales como iones cinc, magnesio, circonio, calcio, y similares.
Los pigmentos reactivos son materiales que se agregan a las formulaciones de recubrimiento para minimizar la corrosión de substratos metálicos. Los pigmentos reactivos adecuados incluyen fosfomolibdato de calcio y cinc, fosfato de cinc, trifosfato de aluminio, fosfosilicato de estroncio y cinc, fosfato de cinc modificado con molibdato, y similares.
Las ceras adecuadas incluyen carnauba, parafina, polietileno, etileno-ácido acrílico micronizado, politetrafluoroetileno (PTFE), y similares.
En otra realización preferida, las prepinturas y procedimientos de la presente invención se usan para obtener recubrimientos elastoméricos adecuados tanto para aplicaciones de paredes como de suelos. Estas prepinturas se mezclan en diversas relaciones con el fin de obtener diferentes recubrimientos elastoméricos de calidad, flexibilidad, protección contra mildio, y adhesión al substrato, adecuados tanto para aplicación sobre paredes como suelos.
La característica principal que distingue los recubrimientos elastoméricos de los recubrimientos estructurales típicos, es el uso de aglomerantes con flexibilidad a baja temperatura (<0ºC) y el espesor al cual se aplica el recubrimiento (típicamente un espesor de recubrimiento seco de aproximadamente 0,15 mm hasta aproximadamente 0,50 mm para aplicaciones de paredes y aproximadamente 0,38 mm hasta aproximadamente 1,0 mm para aplicaciones de suelos). La flexibilidad a baja temperatura es particularmente deseable para recubrimientos elastoméricos cuando han de usarse sobre paredes que pueden desarrollar grietas, tales como paredes de mampostería, o substratos para suelos que tienen un alto grado de variación dimensional con el clima. Además de la flexibilidad del recubrimiento, es deseable tener una línea de recubrimiento elastomérica con diferentes grados de flexibilidad a baja temperatura, diferentes calidades, capacidad para adherirse a diferentes substratos, y variaciones de aspecto. En cierta realización, el recubrimiento elastomérico se varía además mediante la adición de colorantes. Estos colorantes se muelen en seco y agregan a la porción a moler del recubrimiento, o como alternativa se agregan posteriormente.
Para recubrimientos elastoméricos, pueden variarse las propiedades siguientes en la fabricación del recubrimiento con el fin de obtener recubrimientos elastoméricos diferentes: flexibilidad del recubrimiento, calidad del recubrimiento (duración), adherencia al substrato y aspecto. El ajuste de una o más de las propiedades de la Tg del aglomerante, del PVC del recubrimiento, y la presencia y contenido de óxido de cinc en el recubrimiento, es una base para la diferenciación de los recubrimientos elastoméricos basados en la flexibilidad del recubrimiento. El ajuste del contenido de dióxido de titanio (TiO_{2}) es una base para la diferenciación de los recubrimientos elastoméricos basados en la duración del recubrimiento. El ajuste de la composición y contenido del aglomerante es una base para la diferenciación de los recubrimientos elastoméricos basados en la adherencia del recubrimiento al substrato. El ajuste del contenido y tipo del acolorante es una base para la diferenciación de los recubrimientos elastoméricos basados en el aspecto del recubrimiento.
En otra realización preferida, las prepinturas y procedimientos para la fabricación de las mismas aquí descritas, se usan para obtener recubrimientos de acabado de agregados, no cementosos, adecuados para aplicación directamente sobre una pared o como una capa final en sistemas de acabado y aislamiento de exteriores (EIFS). Estas prepinturas o componentes preformulados se mezclan en diversas relaciones con el fin de obtener recubrimientos de flexibilidad, calidad (duración), color y textura diferentes.
Como una realización específica de esta invención con relación a recubrimientos de acabados de agregados, no cementosos, una o más de las propiedades siguientes se varían en la fabricación de recubrimientos con el fin de obtener recubrimientos diferentes: contenido en PVC, contenido en TiO_{2}, relación de agregado y Tg del aglomerante. El ajuste de la Tg del aglomerante es una base para la diferenciación de recubrimientos de acabado de agregados, no cementosos, basados en la flexibilidad del recubrimiento. El ajuste del PVC del recubrimiento es una base para la diferenciación de recubrimientos de acabado de agregados, no cementosos, basados en la duración del recubrimiento. El ajuste del contenido de TiO_{2} y el tipo y el contenido de colorante es una base para la diferenciación de recubrimientos elastoméricos basados en el color del recubrimiento a un substrato. El ajuste del tamaño y el contenido del agregado grande, y de la relación del agregado grande al agregado pequeño del colorante es una base para la diferenciación de recubrimientos de acabado de agregados, no cementosos, basados en la textura del recubrimiento.
En otra realización preferida, las prepinturas y procedimientos de la presente invención se usan para obtener recubrimientos para el marcado de carreteras. Tal como aquí se usa, el término "carretera" incluye genéricamente cualquier superficie sólida, situada al exterior o interior, que está o puede estar expuesta a peatones, vehículos en movimiento, tractores, o aviones, tanto constantemente como intermitentemente.
Los aglomerantes de fraguado rápido o fraguado no rápido se usan para hacer los recubrimientos de marcado de carreteras. Tal como aquí se usa, el término "fraguado rápido", significa un recubrimiento que tiene un tiempo de secado no superior a aproximadamente 10 minutos, medido mediante un ensayo de tiempo de secado ASTM D1640 modificado. El ASTM D1640 es un ensayo estándar para el secado de recubrimientos orgánicos a temperatura ambiente, en el cual las películas de ensayo se aplican sobre un substrato no poroso (p. ej., una placa de vidrio o un panel metálico) mediante medios adecuados para obtener un espesor de película húmeda de 0,305+/-0,025 mm. El procedimiento de ensayo ASTM está modificado en cuanto a que únicamente se aplica una presión mínima del pulgar. El pulgar se gira alrededor de un ángulo de 90º mientras se mantiene en contacto con la película de ensayo. Se registra el tiempo de secado al cual esta rotación no rompe la película. En la técnica se conocen un cierto número de sistemas de aglomerantes de fraguado rápido.
Los aglomerantes usados para formar el recubrimiento de marcado de carreteras tienen la capacidad de lograr tiempos de fraguado rápidos comprendidos entre el tiempo de fraguado más lento alcanzable usando un aglomerante de fraguado no rápido, y el tiempo de fraguado más rápido alcanzable usando un aglomerante de fraguado rápido. Por ejemplo, puede ser deseable incluir aglomerantes que sean de fraguado más rápido cuando las pinturas se aplican un día húmedo o lluvioso, pero no deseables desde una perspectiva de costes cuando las pinturas se aplican un día seco. Entra dentro del alcance de la presente invención el usar ambos tipos de aglomerantes en el sistema mediante la realización de al menos una de las etapas de:
(1) separación del componente(s)/ingrediente(s) que causen el fraguado rápido ("componente de fraguado rápido") del aglomerante en forma de una prepintura separada;
(2) uso de un aglomerante de fraguado rápido en las prepinturas de aglomerante; y
(3) adición del componente de fraguado rápido separadamente de cualquiera de las otras prepinturas.
Otros aditivos de recubrimiento de marcado de carreteras incluyen esférulas de vidrio, y partículas absorbedoras. En una realización, al menos una de las prepinturas usadas para la obtención del recubrimiento de marcado de carreteras contiene absorbedores que aceleran el secado de la pintura de marcado de carreteras. Los absorbedores se agregan a la prepintura durante, antes de, o después de la aplicación del recubrimiento de marcado de carreteras a la superficie de la carretera. Los absorbedores adecuados incluyen polímeros superabsorbentes orgánicos, resinas intercambiadoras de iones, polímeros de esferas huecas, tamices moleculares, talcos, absorbedores inorgánicos tales como geles superabsorbentes y gel de sílice, materiales carbonáceos porosos y no porosos, polímeros hinchables en álcalis, encapsulados, y mezclas de los mismos.
En una realización preferida adicional, las prepinturas se usan en los procedimientos de la invención para formar una gama de recubrimientos que se aplican sobre una diversidad de substratos, incluyendo metal, madera, y substratos cemetosos, tal como tejas de hormigón.
En otra realización preferida adicional aún, las prepinturas se usan en los procedimientos aquí descritos para formar una gama de líneas de pinturas para artes gráficas útiles como tintas para un cierto número de aplicaciones que incluyen, pero sin limitarse a ellas: papel para envolver regalos, substrato corrugado, papel de periódicos, cartón, etiquetas, bolsas para frigoríficos, bolsas para almacenamiento, películas metálicas, y chapas; así como recubrimientos de sobreimpresión aplicados con fines de proporcionar propiedades tales como resistencia al agua, resistencia al rozamiento y alto deslizamiento.
Los procedimientos de la presente invención son capaces de llevarse a la práctica en una instalación de fabricación de pintura, en un punto de venta o en un punto de uso. Los procedimientos son capaces de ser controlados mediante un ordenador. Los procedimientos no están limitados en su alcance a la preparación de pinturas de látex, sino que son aplicables a la preparación de todos los recubrimientos que contengan agua, recubrimientos que contengan disolventes, y productos relacionados con la construcción, incluyendo sellantes, calafateados, masillas, adhesivos y otros productos relacionados, que requieran el mezclado de los ingredientes componentes.
Los ejemplos siguientes se presentan para ilustrar la invención.
Ejemplo 1
Este ejemplo describe la preparación de una prepintura de pigmento opacificante, la cual se prepara combinando los ingredientes siguientes:
Ingrediente Cantidad (g)
Pigmento - Masa pastosa de dióxido de titanio (76,5% de sólidos) (Ti-Pure® R-746 - DuPont) 5.226
Dispersante (Tamol® 1124 - Rohm \textamp Haas) 32
Desespumante (Drewplus® L-475) 5
Modificador de la reología (Acrysol® (RM-8W - Rohm \textamp Haas) 59
Base - Amoníaco (28%) 8
Agua 1.588
La prepintura se preparó usando un mezclador de laboratorio con una cuchilla de agitación con una inclinación de 45º. El agua, dispersante y desespumante se combinaron y mezclaron. La masa pastosa de dióxido de titanio se agregó lentamente y la mezcla se agitó durante 15-20 minutos. A continuación, se agregaron el modificador de la reología y el amoníaco. La prepintura se secó por pulverización con el fin de producir una prepintura de pigmento opacificante sólida.
Ejemplo 2
Este ejemplo describe la preparación de una prepintura de pigmento extendedor para exterior. Se preparó combinando los ingredientes siguientes:
Ingrediente Cantidad (g)
Pigmento - Nefelina sienita (7,5 \mu) (Minex® 4) 3.556
Dispersante (Tamol® 1124 - Rohm \textamp Haas) 36
Desespumante (Drewplus® L-475) 9
Modificador de la reología (Acrysol® (RM-8W - Rohm \textamp Haas) 12
Agua 1.647
La prepintura se preparó usando un mezclador de laboratorio con una cuchilla de agitación con una inclinación de 45º. El agua, dispersante y desespumante se combinaron y mezclaron. La nefelina sienita se agregó lentamente y la mezcla se agitó durante 15-20 minutos. A continuación, se agregó el modificador de la reología. La prepintura se secó por pulverización con el fin de producir una prepintura de pigmento extendedor sólida.
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Ejemplo 3
Este ejemplo describe la preparación de una prepintura de aglomerante polímero de látex de acetato de vinilo/acrílico. La prepintura de aglomerante se preparó usando un mezclador de laboratorio con una cuchilla de agitación con una inclinación de 45º. El agua, desespumante, aglomerante y modificador de la reología, coalescente y amoníaco se combinaron y mezclaron. Los ingredientes y cantidades fueron los siguientes:
Ingrediente Cantidad (g)
Desespumante (Drewplus® L-475) 36
Aglomerante - Acetato de vinilo/acrílico (55% de sólidos - Tg 14^{o}C) (RES^{TM} 3803 -
Rohm \textamp Haas) 3.574
Colaescente (Texanol®) 136
Modificador de la reología - HEUR (Acrysol® SCT-275 - Rohm \textamp Haas) 14
Base - Amoníaco (28%) 9
Agua 272
La prepintura se secó por pulverización con carbonato cálcico con el fin de producir una prepintura de aglomerante polímero sólida.
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Ejemplo 4
Este ejemplo describe una prepintura de aglomerante acrílico brillante. La prepintura de aglomerante se preparó usando un mezclador de laboratorio con una cuchilla de agitación con una inclinación de 45º. El agua, desespumante, aglomerante y modificador de la reología, coalescente, propileno glicol y amoníaco se combinaron y mezclaron. Los ingredientes y cantidades fueron los siguientes:
Ingrediente Cantidad (g)
Desespumante (Drewplus® L-475) 36
Aglomerante - Acrílico (50% de sólidos 3.343
Tg 14ºC) (Rhoplex® SG-10M - Rhom \textamp Haas) Colaescente (Texanol®) 168
Modificador de la reología - HEUR (Acrysol® RM 8W - Rohm \textamp Haas)  54
Base - Amoníaco (28%) 2
Disolvente - Propileno glicol 272
Agua 95
La prepintura se secó por pulverización con carbonato cálcico con el fin de crear una prepintura de aglomerante polímero sólida.
Ejemplo 5
Este ejemplo describe la preparación de una prepintura de aglomerante acrílico mate. La prepintura de aglomerante se preparó usando un mezclador de laboratorio con una cuchilla de agitación con una inclinación de 45º. El agua, desespumante, aglomerante y modificador de la reología, coalescente, propileno glicol y amoníaco se combinaron y mezclaron. Los ingredientes y cantidades fueron los siguientes:
Ingrediente Cantidad (g)
Desespumante (Drewplus® L-475) 36
Aglomerante - Acrílico (53,5% de sólidos 3.493
Tg 18ºC) (Rhoplex® ML-200 - Rhom \textamp Haas) Colaescente (Texanol®) 132
Modificador de la reología - HEUR (Acrysol® RM 8W - Rohm \textamp Haas) 5
Base - Amoníaco (28%) 3
Disolvente - Propileno glicol 272
Agua 59
La prepintura se secó por pulverización con carbonato cálcico con el fin de crear una prepintura de aglomerante polímero sólida.
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Ejemplo 6
Este ejemplo describe la preparación de una prepintura de pigmentoextendedor para interior. Se preparó combinando los ingredientes siguientes:
Ingrediente Cantidad (g)
Pigmento - Carbonato cálcico (12 \mu) (Omyacarb® 12) 1.837
Pigmento - Carbonato cálcico (3,2 \mu) (Vicron® 15-15)  930
Pigmento - Silicato alumínico (1,4 \mu) (Optiwhite®)  748
Dispersante (Tamol® 1124 - Rhom \textamp Haas) 36
Desespumante (Drewplus® L-475) 5
Modificador de la reología - HEUR (Acrysol® RM 2020-NPR) 82
Base - Amoníaco (28%) 5
Agua 1.615
La prepintura de aglomerante se preparó usando un mezclador de laboratorio con una cuchilla de agitación con una inclinación de 45º. El agua, dispersante y desespumante se combinaron y mezclaron. Los pigmentos de carbonato cálcico y silicato alumínico se agregaron lentamente, y la mezcla se agitó durante 15-20 minutos. A continuación, se agregaron el amoníaco y el modificador de la reología. La prepintura se secó por pulverización con el fin de crear una prepintura de pigmento extendedor sólida.
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Ejemplo 7
Este ejemplo describe la preparación de pinturas usando las prepinturas de los Ejemplos 1 a 6. Las pinturas se prepararon mezclando la prepintura de pigmento opacificante y la prepintura de pigmento extendedor con la prepintura aglomerante y, a continuación, agregando agua, espesadores y colorantes, y mezclándolos bien. La viscosidad Stormer, la viscosidad ICI y el pH son los valores medidos equilibrados.
\newpage
Parte A
Pinturas mates para exterior
1
Parte B
Pintura satinada para exterior
2
Parte C
Pinturas semibrillantes para exterior
3
Parte D
Pinturas mates para interior
4
\newpage
Parte E
Pintura satinada para interior
5
Parte F
Pinturas semi-brillantes
6

Claims (8)

1. Un conjunto de prepinturas que comprende:
(i) al menos una prepintura opacificante x, que comprende al menos un pigmento opacificante;
(ii) al menos una prepintura extendedora y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y
(iii) al menos una prepintura aglomerante z, que comprende al menos un aglomerante polímero;
en el que al menos una dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) es un sólido;
en el que dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) son diferentes, mutuamente compatibles, y dispersables en agua; y
en el que dicho conjunto de prepinturas es suficiente como para formar al menos una línea de pintura.
2. Un procedimiento de formación de al menos una línea de pintura, que comprende:
(a) el proporcionar un conjunto de prepinturas mutuamente compatibles, dispersables en agua, que comprende:
(i)
al menos una prepintura x, que comprende al menos un pigmento opacificante;
(ii)
al menos una prepintura y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y
(iii)
al menos una prepintura z, que comprende al menos un aglomerante polímero;
en el que al menos una dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) es un sólido; y
(b) el suministro de cantidades predeterminadas de dichas prepinturas dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar al menos una línea de pintura.
3. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que dicha al menos una línea de pintura es útil para al menos una aplicación seleccionada entre el grupo formado por recubrimientos para la señalización de carreteras, recubrimientos arquitectónicos, recubrimientos industriales, recubrimientos para artes gráficas, recubrimientos para acabados de agregados no cementosos, recubrimientos elastoméricos, adhesivos y calafateados.
4. Un procedimiento de formación de un recubrimiento sobre un substrato, que comprende las etapas de:
(a) proporcionar un conjunto de prepinturas mutuamente compatibles, dispersables en agua, que comprende:
(i)
al menos una prepintura x, que comprende al menos un pigmento opacificante;
(ii)
al menos una prepintura y, que comprende al menos un pigmento extendedor; y
(iii)
al menos una prepintura z, que comprende al menos un aglomerante polímero;
en el que dichas prepinturas (i), (ii) y (iii) son sólidas;
(b) el suministro de cantidades predeterminadas de dichas prepinturas sólidas dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar al menos una línea de pintura;
(c) la dispersión de dichas prepinturas sólidas en un medio acuoso;
(d) la aplicación de dicha dispersión a un substrato; y
(e) el secado de dicha dispersión con el fin de formar un recubrimiento.
5. Un procedimiento de formación de una gama de pinturas que comprende al menos dos líneas de pinturas, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
(a) proporcionar un conjunto de prepinturas mutuamente compatibles, dispersables en agua, suficientes como para formular al menos dos líneas de pinturas, que comprende:
(i)
al menos una prepintura x, que comprende al menos un pigmento opacificante;
(ii)
al menos una prepintura y, que comprende al menos un pigmento extendedor;
(iii)
al menos una prepintura z, que comprende al menos un aglomerante polímero; y
(iv)
al menos una prepintura opacificante, extendedora o aglomerante polímero adicional que es diferente de las prepinturas x, y y z;
en el que al menos una de dichas prepinturas (i), (ii), (iii) y (iv) es un sólido; y
(b) el suministro de una cantidad predeterminada de cada una de las prepinturas dentro de envases o dispositivos de aplicación con el fin de formar una gama de pinturas.
6. El procedimiento de la Reivindicación 5, en el que dicha gama de pinturas es útil para al menos una aplicación seleccionada entre el grupo formado por recubrimientos para la señalización de carreteras, recubrimientos arquitectónicos, recubrimientos industriales, recubrimientos para artes gráficas, recubrimientos para acabados de agregados no cementosos, recubrimientos elastoméricos, adhesivos y calafateados.
7. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que dicho procedimiento está controlado por un ordenador.
8. El procedimiento de la Reivindicación 5, en el que dicho procedimiento está controlado por un ordenador.
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