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.Info
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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.
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.
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.
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.
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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
Parte
B
Parte
C
Parte
D
\newpage
Parte
E
Parte
F
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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