ES2251384T3 - Composiciones para impartir propiedades deseadas a materiales. - Google Patents

Abstract

Una composición acuosa, que comprende: (A) al menos un polímero de poliamidoamina-epihalohidrina soluble en agua que al menos tiene un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación al calentar y/o secar la composición; y (B) al menos un material látex formador de película; en la que la relación de (A) a (B) es de 5:1 a 1:1, basada en el peso seco de (A) y (B).

Description

Composiciones para impartir propiedades deseadas a materiales.

Referencia cruzada a solicitud relacionada

La presente solicitud es una continuación en parte de la solicitud de EE.UU. nº 09/348.346, presentada el 8 de julio de 1999.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones acuosas para impartir a materiales una variedad de características. Por ejemplo, las composiciones acuosas de la presente invención incluyen composiciones para capas de revestimiento/barrera, agentes de reemplazamiento/extensión de látex, y agentes de reticulación para una diversidad de sustancias, así como en adhesivos/ligantes. Tales composiciones pueden impartir varias propiedades deseadas a sustratos revestidos y/o impregnados con las mismas. Las composiciones acuosas de la invención son especialmente adecuadas para sustratos de revestimiento, tales como sustratos fisiológicos, sustratos porosos, sustratos de celulosa, productos textiles y materiales de construcción tales como madera, metales y vidrio. La composición acuosa de la presente invención también puede usarse en tintas, agentes de fijación de colorantes, adhesivos, agentes sellantes, productos celulósicos, productos para el cuidado personal tales como cosméticos y productos para el moldeado del cabello, resinas, pinturas, revestimientos y estructuras no tejidas para proporcionar adhesión, suministro, modificación superficial, resistencia y/o textura, y protección de los efectos de líquidos, y vapores y gases. Una estructura no tejida puede ser una lámina, una banda o una hoja de algodón de fibras orientadas direccional o aleatoriamente de fibras o filamentos naturales y/o artificiales, ligados por fricción y/o cohesión y/o adhesión, excluyendo el papel y los productos que se tejen, se fabrican de punto, se obtienen con mechón insertado, se obtienen mediante costura por cadeneta, se obtienen o no en forma de fieltros por molienda en húmedo cosiéndose adicionalmente con aguja, o que están ligados unos con otros por cualquiera de las técnicas conocidas en la técnica. Un ejemplo de estructura no tejida incluye una tela no tejida que es una estructura en forma de lámina porosa flexible y plana producida mediante capas o redes de fibras, filamentos o estructuras filamentosas semejantes a películas entrelazadas.

Además, la composición de la presente invención es adecuada para usar en revestimientos metálicos de conversión para aumentar la resistencia a la corrosión de las superficies metálicas y la adhesión de las pinturas a las mismas.

La presente invención también incluye productos que comprenden tales composiciones así como métodos para producir tales productos.

2. Antecedentes de la invención y de la técnica relacionada

A los materiales se les puede tratar con una variedad de composiciones para impartir a los mismos las propiedades deseadas.

Con frecuencia, a los sustratos se les reviste con una composición de revestimiento para impartir al sustrato las características deseadas, incluyendo sus superficies.

Varios sustratos han sido revestidos, o de cualquier otra manera tratados, con composiciones de revestimiento para impartir características deseadas al sustrato, incluyendo sus superficies. Por ejemplo, existe una amplia variedad de materiales de construcción y de acabado, que se emplean en la construcción de estructuras estáticas, tales como residencias y otros edificios, y estructuras comerciales, escuelas, servicios públicos y semejantes. Muchos de tales materiales están basados en materiales no tejidos. Además, muchos de tales materiales se revisten y/o impregnan con un revestimiento superficial de acabado, durante la fabricación, antes de la instalación o después de la instalación, o en una combinación de las situaciones anteriores.

A tales materiales, particularmente los azulejos para techos, se les ha proporcionado revestimientos de imprimación que comprenden emulsiones de copolímeros etileno-cloruro de vinilo. Los materiales particularmente adecuados incluyen los disponibles en Air Products and Chemicals, Inc., de Allentown, Pensilvania, con el nombre comercial AIRFLEX®. Ejemplos específicos de tales emulsiones se describen en la patente de EE.UU. nº 4.673.702 de IACOVIELLO, y en la patente de EE.UU. nº 4.962.141 de IACOVIELLO et al., ambas cedidas a Air Products and Chemicals, Inc., de Allentown, Pensilvania.

Para ciertas aplicaciones, el papel se ha reforzado habitualmente con resinas para impartir resistencia al mismo cuando el papel está húmedo. Normalmente, tales resinas se denominan “resinas que aumentan la resistencia en estado húmedo”. Una resina que aumenta la resistencia en estado húmedo frecuentemente empleada para usar en papeles es la de la amplia clase de polímeros tipo resinas de poliamidoamina-epihalohidrina para resinas. Tales resinas incluyen las comercializadas con la marca comercial KYMENE® de Hercules Incorporated, Delaware. Tales resinas, y los procedimientos para su fabricación, se describen en, por ejemplo, las patentes de EE.UU. nºs 2.926.116 y 2.926.154, ambas de KEIM; la patente de EE.UU. nº 5.614.597 de BOWER; las patentes de EE.UU. nºs 5.644.021 y 5.668.246, ambas de MASLANKA, todas cedidas a Hercules Incorporated.

La patente de EE.UU. nº 4.859.527 describe productos celulósicos no tejidos de resistencia acrecentada al agua y/o a disolventes, obtenidos mediante el pretratamiento de las fibras celulósicas. En algunas realizaciones, esta patente describe que los agentes adecuados de pretratamiento incluyen resinas de poli(aminoamida) y epiclorhidrina. Se describe que los agentes ligantes adecuados de capas protectoras incluyen polímeros de etileno-cloruro de vinilo-acrilamida. Ejemplos específicos de los agentes de pretratamiento incluyen KYMENE® y HERCOBOND®, incluyendo HERCOBOND® 5100; los agentes ligantes de capas protectoras incluyen agentes ligantes tales como copolímeros “EVCI” AIRFLEX® (AIRFLEX® 4500).

También ha existido una necesidad de revestimientos flexibles tales como pretratamientos y capas preliminares sobre varios sustratos. Tales sustratos sobre los que existe una necesidad de un revestimiento flexible incluyen sustratos sujetos a doblamientos y flexiones. Tales sustratos también pueden incluir los que se pueden cortar. Ejemplos de tales sustratos son los azulejos para techos.

Las composiciones de revestimiento que comprenden resinas de poli(aminoamida) y una epihalohidrina tales como KYMENE y látex tales como AIRFLEX se usan para tratar azulejos para techos como se describe en la solicitud copendiente nº 09/348.346.

Una composición abrillantadora de uñas es otro ejemplo de un revestimiento para sustratos. En la solicitud copendiente nº 09/348.345 cedida para uso público se describen composiciones abrillantadoras de uñas de base acuosa. Más comúnmente, una composición abrillantadora de uñas es un líquido coloreado que seca, no distinto de una pintura, en un revestimiento duro y brillante. Las composiciones abrillantadoras de uñas vendidas como artículos de comercio son típicamente disoluciones y/o dispersiones en un disolvente orgánico, tal como tolueno o acetona.

Las composiciones abrillantadoras de uñas convencionales generalmente emplean nitrocelulosa como agente formador de la película. Las formulaciones típicas se describen en “Formulating Nail Lacquer”, B. Albert, Drug and Cosmetic Industry, vol. 48, (noviembre 1998).

La patente de EE.UU. nº 5.120.259 describe una composición abrillantadora de uñas basada en agua que consiste en al menos un poliuretano y/o un copolímero de poliuretano en forma dispersa como ligante, con un agente espesante y un copolímero de acrilato-estireno. El copolímero de acrilato-estireno se emplea para aumentar la dureza del revestimiento secado.

La patente de EE.UU. nº 5.716.603 describe una composición abrillantadora de uñas que comprende una disolución acuosa que contiene una resina acrílica reticulada con un oligómero difuncional tipo uretano acrilatado. Esta patente advierte que las formulaciones de abrillantadores de uñas contienen otros aditivos, tales como agentes plastificantes y agentes coalescentes para modificar la película y/o proporcionar otras propiedades deseadas o funcionales tales como brillo, color uniforme o resistencia al desconchado.

El documento EP-A-0606005 describe un material fibroso ligado en forma de lámina que comprende un agente ligante polímero (por ejemplo, poli(alcohol vinílico), una resina que proporciona resistencia en estado húmedo (por ejemplo, una resina de poliamida-poliamina-epiclorhidrina) y un dímero de una cetena (por ejemplo, un dímero de una alquilcetena).

El documento EP-A-0579081 describe un sistema ligante basado en un policondensado básico que contiene grupos catiónicos, obtenido por reacción de poliaminas y/o poliamidoaminas con dicloroetano, un agente reticulante obtenido a partir de poliaminas y epiclorhidrina y reacción subsiguiente con una o más bases y estabilización subsiguiente con ácidos inorgánicos y/o carboxílicos, y opcionalmente un homopolímero o copolímero de un compuesto vinílico.

El documento US-A-5314945 describe una composición de revestimiento basada en agua que comprende 10-30% en peso de un agente ligante formador de película dispersado en un vehículo acuoso, en la que el agente ligante contiene 20-85% en peso, basado en el agente ligante, de un polímero acrílico, 10-40% en peso de un poliuretano, y 5-40% en peso de un agente reticulante soluble o dispersable en agua basado en una resina de melamina-formaldehído alquilada.

El documento US-A-4049607 describe una composición de revestimiento soluble en agua y térmicamente convertible que comprende una sal de alcanolamina terciaria parcialmente neutralizada de un copolímero acrílico de adición formador de película. La sal parcialmente neutralizada se adapta para que reticule con un aminoplasto cuando se reviste en un medio acuoso sobre un sustrato térmicamente resistente.

El documento US-A-3714298 describe una polimezcla de un interpolímero de etileno/cloruro de vinilo/acrilamida y de poliacrilamida útil como un agente ligante adhesivo en composiciones inorgánicas para papel.

El documento US-A-4594108 describe composiciones espesantes que comprenden un polímero orgánico soluble en agua de alto peso molecular y un polímero orgánico insoluble en agua, dispersable en agua e hinchable en agua que es compatible con el polímero soluble en agua.

El documento US-A-5698305 describe un papel de periódico revestido con un agente de tratamiento ed superficies que incluye un compuesto basado en poliacrilamida y un copolímero de acetato de vinilo/ácido maleico semiesterificado.

Se han intentado cambios en la formulación global de revestimientos de sustratos. Por ejemplo, se han hecho intentos para mejorar propiedades físicas tales como la resistencia al agua, la durabilidad, la resistencia al rayado, etc., así como proporcionar un buen aspecto, incluyendo el color de acabado. Sin embargo, sigue habiendo una continua necesidad de mejorar.

A los sustratos se les reviste con frecuencia con una composición de revestimiento para impartir características deseadas al sustrato, incluyendo su superficie. Los materiales de construcción porosos son ilustrativos de tales sustratos. Existe una amplia variedad de materiales de construcción y de acabado, los cuales se emplean en la construcción de estructuras estáticas, tales como residencias y otros edificios, y estructuras comerciales, escuelas, servicios públicos y semejantes. Muchos de tales materiales están basados en materiales no tejidos. Además, muchos de tales materiales se revisten y/o impregnan con un revestimiento superficial de acabado, durante la fabricación, antes de la instalación o después de la instalación, o en una combinación de las situaciones anteriores.

Los azulejos para techos de alta calidad acústica se comercializan por sus características de aspecto y de absorción del sonido. La fabricación de tales materiales se puede dividir en general en dos etapas: una etapa de formulación con parte húmeda y una etapa de fabricación.

En la etapa de formulación con parte húmeda se fabrica el azulejo para zócalos a partir de una mezcla en suspensión de, por ejemplo, lana mineral, papel, perlita, arcilla y almidón, la cual se drena en una máquina conformadora o máquina de papel o sistema similar con parte húmeda y se seca, produciendo una placa continua gruesa. En la etapa de fabricación, la placa continua resultante se lija, se corta, se diseña según un modelo y “se pinta” (o reviste). En tales productos, es deseable proporcionar ciertas características relacionadas con la durabilidad, la capacidad de manipulación y la facilidad de trabajar el material. Por ejemplo, con azulejos para techos es extremadamente importante proporcionar azulejos para techos que exhiban características de descamación y desconchado tan bajas como sea posible, particularmente cuando se hacen cortes afilados o se instalan los azulejos en el enrejado soporte del techo. Se han hecho intentos para mejorar estas características modificando la composición madre cruda del material alimentado a la planta de placas, así como modificaciones en los revestimientos, tales como revestimientos de imprimación, pinturas de acabado, revestimientos de acabado y revestimientos para bordes. En general, tales aproximaciones han incluido intentos de modificar o proporcionar nuevas materias primas y/o de cambiar otros procedimientos de fabricación.

Con respecto a los azulejos para techos, se han intentado cambios en la formulación global del material placa (esto es, la suspensión a partir de la cual se fabrica la placa) y en el revestimiento de imprimación. Por ejemplo, se han realizado intentos para mejorar propiedades físicas tales como la cortabilidad, la durabilidad, la resistencia al rayado, la reducción del la descamación, el desconchado, etc., así como para proporcionar un buen aspecto, incluyendo el color de acabado. Sin embargo, sigue existiendo una continua necesidad de mejora.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a composiciones acuosas que comprenden un componente (A) que al menos comprende un polímero de poliamidoamina-epihalohidrina soluble en agua que al menos tiene un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación al secar y/o calentar; y un componente (B) que al menos comprende un material látex formador de película.

Las composiciones acuosas de la presente invención pueden usarse como capas de revestimiento/barrera, agentes de reemplazamiento/extensión de látex, y agentes de reticulación, así como en composiciones adhesivas/ligantes. Cuando se usa como capas de revestimiento/barrera, la composición acuosa de la presente invención proporciona barrera contra la humedad, sellado de los bordes, agentes de extensión para látex, resistencia contra las manchas, resistencia/repulsión al agua y control de la porosidad de los sustratos porosos, tales como el papel y los productos textiles. Ejemplos de capas de revestimiento/barrera incluyen, pero no se limitan a, aditivos para proporcionar textura en pinturas, agentes ligantes para revestimientos (por ejemplo, en pinturas), agentes de imprimación para pintar todo tipo de superficies, aditivos para el papel (por ejemplo, revestimientos para papel, facilidad de impresión del papel, aprestos para papel, y agentes para aumentar de la resistencia del papel en estado húmedo/seco), capas preliminares para papel revestido, agentes de imprimación para imprimir, y agentes de reemplazamiento/extensión para látex en todas las aplicaciones que usan látex. Además, la composición de la presente invención es adecuada para usar en el revestimiento metálico de conversión para aumentar la resistencia a la corrosión de las superficies metálicas y su adhesión a las pinturas.

La composición acuosa de la presente invención también puede usarse en composiciones adhesivas/ligantes, tales como adhesivos, agentes ligantes (por ejemplo, para productos de revestimiento y para el cuidado personal tales como cosméticos y productos para el moldeado del cabello), aditivos para productos tecnológicos de la madera, agentes de fijación de colorantes, aditivos para aumentar la resistencia del papel en estado húmedo/seco, aditivos para pinturas, resinas tales como resinas para el planchado permanente (por ejemplo, para aumentar la resistencia a la formación de arrugas), capas preliminares para papeles revestidos, capas de imprimación para imprimir para cualquier superficie (por ejemplo, madera, papel, metal, etc.), revestimientos protectores, agentes modificadores de las superficies para madera/metal/vidrio, y agentes de reemplazamiento/extensión para látex como agentes ligantes internos en todas las aplicaciones que usan látex. Cuando se usa en una composición adhesiva/ligante, la composición acuosa de la presente invención puede proporcionar control de la estabilidad dimensional y/o resistencia al papel, la madera y los productos textiles, así como textura a las pinturas.

Además, la composición acuosa de la presente invención también puede usarse como agente reticulante en aditivos para productos tecnológicos de la madera, agentes de apresto para el papel, aditivos para aumentar la resistencia del papel en estado húmedo/seco, resinas para el planchado permanente, agentes de reemplazamiento para látex como agentes ligantes internos en todas las aplicaciones que usan látex, agentes modificadores de las superficies en materiales de madera/metal/vidrio, vehículos para tintas y compuestos auxiliares para el procesado vía húmeda de productos textiles. El uso de la composición acuosa de la presente invención como agente reticulante proporciona propiedades de sellado, resistencia contra las manchas, resistencia de los productos textiles y resistencia/repulsión al agua.

Por ejemplo, el componente (A) puede beneficiosamente seleccionarse de al menos uno de los polímeros reticulables basados en acrilamida (por ejemplo, poliacrilamidas catiónicas funcionalizadas), resinas de poliamidoamina-epihalohidrina, poliaminas y poliiminas.

En algunas realizaciones preferidas, el al menos un grupo funcional del componente (A) puede seleccionarse de un grupo epoxi, un grupo azetidino, un grupo aldehído, un grupo carboxilo, un grupo acrilato y sus derivados, un grupo acrilamida y sus derivados, y un grupo amina cuaternaria.

El polímero formador de película puede seleccionarse, por ejemplo, de al menos un polímero derivado de monómeros de haluros de alquilo de 2-12 átomos de C, haluros de alqueno de 2-12 átomos de C, alquilacrilamidas de 2-12 átomos de C, alquenoacrilamidas de 2-12 átomos de C, acrilatos de alquilo de 2-12 átomos de C y acrilatos de alqueno de 2-12 átomos de C. Algunos polímeros preferidos incluyen los derivados de al menos un monómero que se selecciona de estireno, dimetilestireno, viniltolueno, cloropreno, butadieno, etileno, acrilamida, acrilonitrilo, acroleína, acrilato de metilo, acrilato de etilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo, cloruro de vinilideno, ésteres de vinilo, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, uretano acrilatado, acrilato de hidroxietilo, acrilato de dimetilaminoetileno y acetato de vinilo. Por ejemplo, el polímero formador de película puede ser un látex seleccionado de al menos un polímero derivado de al menos un monómero que comprenda unidades repetidas derivadas de un haluro de alquilo que al menos tenga un doble enlace, tal como un haluro de vinilo, por ejemplo, cloruro de vinilo, y un alqueno, tal como etileno, en el que el haluro de alquilo tiene de 2 a 12 átomos de C, y en el que el alqueno tiene de 2 a 12 átomos de C. El haluro de alquilo puede ser un haluro de vinilo, por ejemplo. En algunas realizaciones, la composición incluye además al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico).

La composición tiene una relación en peso seco de (A) a (B) de aproximadamente 5:1 a 1:1, más preferiblemente de aproximadamente 2:1 a 1:1 ó aproximadamente 1,69:1.

La invención también se refiere a métodos para preparar un sustrato revestido que comprende, por ejemplo, revestir un sustrato con una composición de revestimiento que incluya los componentes (A) y (B); y curar la composición de revestimiento sobre el sustrato. Además, los métodos pueden incluir revestir un sustrato con una composición de revestimiento que incluya los componentes (A) y (B), y secar la composición in situ sobre la superficie de un sustrato o enjuagar un sustrato con una composición de revestimiento.

Además, la presente invención también se dirige a materiales sustrato revestidos que revisten sustratos tales como productos celulósicos y que revisten productos no tejidos tales como láminas, azulejos para techos y metales. Preferiblemente, la presente invención también se dirige a métodos para preparar sustratos revestidos tales como productos celulósicos, láminas no tejidas, azulejos para techos y metales, usando los componentes (A) y (B), por ejemplo, una composición curada de los componentes (A) y (B).

La presente invención también se dirige específicamente a métodos para el revestimiento metálico de conversión usando la composición que contiene los componentes (A) y (B) y al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico), preferiblemente a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5,0. Preferiblemente, la presente invención se dirige a un método de formar un revestimiento de conversión sustancialmente exento de cromo sobre una superficie metálica usando la composición que contiene los componentes (A) y (B) y al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico), preferiblemente a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5,0. Más preferiblemente, la presente invención se dirige a un método de formar un revestimiento de conversión secado in situ sustancialmente exento de cromo sobre una superficie metálica usando la composición que contiene los componentes (A) y (B) y al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico), preferiblemente a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5,0. La cantidad de la composición en (1) puede preferiblemente ser de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 90% en peso, y la cantidad de ácido puede preferiblemente ser de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 20% en peso.

La presente invención también se dirige a sustratos, preferiblemente a sustratos metálicos que comprenden una composición curada que comprende el componente (A) que al menos comprende un componente soluble en agua que al menos comprende un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación al secar y/o calentar; y un componente (B) que al menos comprende un material látex formador de película.

Además, la presente invención también se refiere a métodos para preparar productos celulósicos, preferiblemente azulejos para techos y productos no tejidos tales como láminas.

Por ejemplo, la invención proporciona un método de sustancialmente añadir simultánea o secuencialmente a un sistema que comprende fibras celulósicas, en el que el sistema se selecciona de al menos un sistema acuoso, un fieltro, una banda, y sus combinaciones, (A) al menos un componente soluble en agua que al menos comprende un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación; y (B) al menos un polímero formador de película.

La presente invención también se dirige a productos celulósicos, preferiblemente a azulejos para techos y productos no tejidos tales como láminas, que comprenden una composición que comprende el componente (A) que comprende el al menos un componente soluble en agua que al menos comprende un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación al secar y/o calentar; y un componente (B) que al menos comprende un material látex formador de película.

En algunos aspectos, la presente invención proporciona una composición de revestimiento para sustratos, y, en particular, sustratos porosos, especialmente sustratos porosos que puedan manejarse o manipularse después de revestir.

En algunos aspectos, la invención se refiere a materiales para construcción, que incluyen azulejos para techos y semejantes, los cuales exhiben una cortabilidad mejorada que se muestra por los bajos valores de descamación y/o desconchado.

La presente invención proporciona una composición de revestimiento para materiales de construcción, que incluyen azulejos para techos y semejantes, la cual consigue el color de acabado y la durabilidad superficial deseadas (tales como propiedades de resistencia al rayado, resistencia a la abrasión y resistencia al restregado).

Preferiblemente, la invención proporciona materiales tales que exhiben una combinación de cortabilidad mejorada, que se muestra por bajos valores de descamación y/o desconchado, y resistencia a la abrasión mejorada.

También preferiblemente, la invención proporciona composiciones de revestimiento para materiales de construcción que incluyen azulejos para techos, las cuales, cuando los materiales de construcción se revisten con la composición la composición se cura, exhiben una combinación de los atributos precedentes, a la vez que también proporcionan buenas características acústicas, bajo combamiento, buena durabilidad, buenas características de envejecimiento, buenas características de color o cubrimiento, buena resistencia al fuego y favorables propiedades para su instalación.

Los revestimientos de la invención pueden aplicarse a un sustrato poroso tipo fibroso (tal como un azulejo para techos) e imparten propiedades de durabilidad a ese sustrato sin obturarlo, sin perder las propiedades porosas (tales como las acústicas) o sin disminuir el aspecto estético, mientras que aún mantienen un comportamiento en incendios Clase A.

La invención proporciona las ventajas precedentes. La invención también proporciona una composición que puede usarse fácilmente.

Los componentes de la composición pueden mezclarse fácilmente, especialmente en realizaciones en las que estén en forma líquida, tal como en forma de una emulsión.

Cuando se curan, las composiciones de la invención no requieren un alto grado de ventilación.

Las composiciones de la invención también son estables en el tiempo.

Las composiciones de la invención poseen propiedades que las vuelven especialmente adecuadas para la aplicación a sustratos por pulverización. Por ejemplo, las composiciones de la invención tienen bajas viscosidades y contienen una baja concentración de sólidos. Así, las composiciones de la invención pueden ser pulverizadas sin taponamiento sustancial del equipo de pulverización durante la operación. Adicionalmente, las composiciones de la invención pueden ser pulverizadas sin necesidad de grandes cantidades de aire para pulverizar; como resultado de la baja viscosidad de las composiciones, las composiciones de la invención pueden atomizarse fácilmente a menores presiones de bombeo.

En algunos aspectos, la invención proporciona una composición de revestimiento que comprende:

(A)

Al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina; y

(B)

Al menos un material en una cantidad suficiente para impartir un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 15 a un sustrato revestido con la composición de revestimiento curada.

En algunos aspectos, la invención proporciona una composición de revestimiento que comprende:

(A)

Al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina; y

(B)

Al menos un material seleccionado de materiales flexibilizantes, agentes inhibidores de la reticulación y sus combinaciones, en una cantidad suficiente para impartir un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 15 a un sustrato revestido con la composición de revestimiento.

En algunos aspectos, la invención proporciona una composición de revestimiento que comprende:

(A)

Al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina; y

(B)

Al menos un polímero que comprende unidades que se repiten derivadas de un haluro de alquilo que al menos tiene un doble enlace y un alqueno.

En algunos aspectos, la invención proporciona unidades de construcción revestidas con una composición que comprende:

(A)

Al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina; y

(B)

Al menos un polímero que comprende unidades que se repiten derivadas de un haluro de alquilo que al menos tiene un doble enlace y un alqueno.

En algunos aspectos, la invención proporciona composiciones de revestimiento que comprenden:

(A)

Al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina; y

(B)

Al menos un material en una cantidad suficiente para impartir suficiente flexibilidad, tal que cuando se aplique el revestimiento a un sustrato y se cure, el revestimiento curado no exhiba sustancialmente ninguna deslaminación del sustrato o ninguna fisura cuando el sustrato se doble sustancialmente 180º tras el curado. El espesor del revestimiento después de curar está preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 127-254 \mum cuando está curado.

Preferiblemente, tales composiciones exhiben suficiente flexibilidad, tal que cuando el revestimiento se aplique a un sustrato y se cure, el revestimiento curado no exhiba sustancialmente ninguna deslaminación o fisura cuando el sustrato se doble sustancialmente 360º.

El componente (A) puede comprender una disolución acuosa del componente (A) presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 5% a aproximadamente 95% en peso basada en el peso total de todos los componentes de la composición, y el componente (B) puede comprender una emulsión acuosa de componente (B) presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 5% a aproximadamente 95% en peso basada en el peso total de todos los componentes de la composición. El componente (A) puede comprender una disolución acuosa del componente (A) presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 50% a aproximadamente 85% en peso basada en el peso total de todos los componentes de la composición, y el componente (B) puede comprender una emulsión acuosa de componente (B) presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 8% a aproximadamente 50% en peso basada en el peso total de todos los componentes de la composición. El componente (A) puede comprender una disolución acuosa del componente (A) presente en una cantidad de aproximadamente 75% en peso basada en el peso total de todos los componentes de la composición, y el componente (B) puede comprender una emulsión acuosa de componente (B) presente en una cantidad de aproximadamente 11% en peso basada en el peso total de todos los componentes de la composición.

Las composiciones de revestimiento pueden además comprender un tensioactivo. El tensioactivo puede comprender un tensioactivo no iónico tipo octilfenoxipolietoxietanol. El tensioactivo puede estar presente en una cantidad de hasta 5% en peso. El tensioactivo puede estar presente en una cantidad de hasta aproximadamente 1% en peso. El tensioactivo puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0,05-0,25% en peso.

La invención también proporciona unidades de construcción revestidas que comprenden un sustrato, composiciones de revestimiento tales como las puestas de manifiesto anteriormente. El sustrato puede comprender un azulejo para techos o una fibra prensada.

Tales unidades de construcción revestidas exhiben un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 8, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 15.

Preferiblemente, tales unidades de construcción revestidas exhiben un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 10, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 10; preferiblemente, un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 12, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 2; preferiblemente, un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 14, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 1.

El sustrato puede comprender un azulejo para techos y/o una fibra prensada.

Preferiblemente, tales unidades de construcción revestidas exhiben un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 8, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 5; preferiblemente, un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 10, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 10; más preferiblemente, un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 12, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 2; y más preferiblemente, un índice en el ensayo del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 14, y un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 1.

Preferiblemente, el componente (B) se selecciona de copolímeros que pueden derivarse de monómeros que al menos incluyen uno de los del tipo haluros de alquilo, alquenos, metacrilato de metilo, acrilato de butilo, estireno, cloruro de vinilideno, ácido acrílico, ácido metacrílico y materiales vinílicos basados en ácido acrílico.

Preferiblemente, el componente (B) comprende un haluro de alquilo, preferiblemente un haluro de vinilo y preferiblemente cloruro de vinilo. Preferiblemente, el alqueno comprende una olefina, preferiblemente etileno.

La invención también proporciona métodos para producir un sustrato revestido, que comprenden:

(1) Revestir un sustrato con la composición de revestimiento que comprende:

(A)

Al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina; y

(B)

Al menos un material en una cantidad suficiente para impartir un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 15 al sustrato revestido tras curar la composición de revestimiento; y

(2) Curar la composición de revestimiento sobre el sustrato. Preferiblemente, el índice de cortabilidad es menor que aproximadamente 10, más preferiblemente menor que aproximadamente 2, más preferiblemente menor que aproximadamente 1.

Los sustratos y las composiciones empleadas son como se definieron anteriormente.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención se refiere a composiciones acuosas que comprenden un componente (A) como se define en la presente memoria y un componente (B) como se define en la presente memoria.

Las composiciones acuosas de esta invención tienen varias utilidades que incluyen usos como capas de revestimiento/barrera, agentes de reemplazamiento/extensión para látex y agentes de reticulación, así como usos en composiciones adhesivas/ligantes. Cuando se usa como capas de revestimiento/barrera, la composición acuosa de la presente invención proporciona barrera contra la humedad, sellado de los bordes, agentes de extensión para látex, resistencia contra las manchas, resistencia/repulsión al agua y control de la porosidad de los sustratos porosos. Ejemplos de sustratos porosos incluyen, pero no se limitan a, productos de papel, productos no tejidos tales como láminas, y productos textiles. “Agente de extensión de látex” se refiere a la capacidad de la composición de la presente invención (es decir, los componentes (A) y (B)) de ser un sustituto del látex, y poder usarse en lugar de o sustituir parcialmente al látex en cualquiera de las aplicaciones en las pudiera usarse el látex.

Ejemplos de capas de revestimiento/barrera incluyen, pero no se limitan a, aditivos para proporcionar textura en pinturas, agentes ligantes para revestimientos (por ejemplo, en pinturas), agentes de imprimación para pintar todo tipo de superficies, aditivos para el papel (por ejemplo, revestimientos para papel, mejorar la facilidad de impresión del papel, aprestos para papel, y agentes para aumentar la resistencia del papel en estado húmedo/seco), capas preliminares para papel revestido, agentes de imprimación para imprimir, y agentes de reemplazamiento/extensión para látex como ligantes internos en todas las aplicaciones que usan látex.

La composición acuosa de la presente invención puede usarse en composiciones adhesivas/ligantes, tales como adhesivos, agentes ligantes (por ejemplo, para productos de revestimiento y para el cuidado personal tales como cosméticos y productos para el moldeado del cabello), aditivos para productos tecnológicos de la madera, agentes de fijación de colorantes, aditivos para productos celulósicos para aumentar la resistencia del papel en estado húmedo/seco (por ejemplo, productos no tejidos tales como láminas y azulejos para techos), aditivos para pinturas, resinas tales como resinas para el planchado permanente (por ejemplo, para aumentar la resistencia a la formación de arrugas), capas preliminares para papeles revestidos, agentes de imprimación para imprimir, revestimientos protectores, agentes modificadores de las superficies para madera/metal/vidrio, y agentes de reemplazamiento/extensión para látex como agentes ligantes internos en todas las aplicaciones que usan látex. Cuando se usa en una composición adhesiva/ligante, la composición acuosa de la presente invención puede proporcionar control de la estabilidad dimensional y/o resistencia al papel, la madera y los productos textiles, así como textura en pinturas (tal que cuando una pintura se seque forme una superficie que tenga contornos irregulares).

La composición acuosa de la presente invención también puede usarse como agente reticulante en aditivos para productos tecnológicos de la madera, agentes de apresto para el papel, aditivos para aumentar la resistencia del papel en estado húmedo/seco, resinas para el planchado permanente, agentes de reemplazamiento para látex como agentes ligantes internos en todas las aplicaciones que usan látex, agentes modificadores de las superficies en materiales de madera/metal/vidrio, vehículos para tintas (los cuales proporcionan impacto para que la tinta se fije y brille), y compuestos auxiliares para el procesado vía húmeda de productos textiles. El uso de la composición acuosa de la presente invención como agente reticulante proporciona propiedades de sellado, resistencia a las manchas, resistencia de los productos textiles y resistencia/repulsión al agua.

Además, la presente invención también se dirige a métodos para preparar sustratos revestidos tales como productos celulósicos, productos no tejidos tales como láminas, azulejos para techos y metales. Preferiblemente, la presente invención también se dirige a métodos para preparar sustratos revestidos tales como productos celulósicos, láminas no tejidas, azulejos para techos y metales usando los componentes (A) y (B).

La invención también se refiere a métodos para preparar un sustrato revestido que comprenden, por ejemplo, revestir un sustrato con una composición de revestimiento que incluya los componentes (A) y (B); y curar la composición de revestimiento sobre el sustrato. Además, la presente invención incluye métodos para el revestimiento metálico de conversión los cuales incluyen revestir un sustrato con una composición de revestimiento que incluya los componentes (A) y (B) y secar la composición in situ sobre la superficie de un sustrato o enjuagar un sustrato con una composición de revestimiento. Los métodos del revestimiento metálico de conversión comprenden usar la composición que contiene los componentes (A) y (B) y al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico), preferiblemente a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5,0. Preferiblemente, la presente invención se dirige a un método para formar un revestimiento de conversión sustancialmente exento de cromo sobre una superficie metálica usando la composición que contiene los componentes (A) y (B) y al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico), preferiblemente a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5,0. Más preferiblemente, la presente invención se dirige a un método de formar un revestimiento de conversión secado in situ sustancialmente exento de cromo sobre una superficie metálica usando la composición que contiene los componentes (A) y (B) y al menos un ácido, preferiblemente un fluoácido (por ejemplo, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico), preferiblemente a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5,0.

“Revestimiento de conversión sustancialmente exento de cromo” se refiere a un revestimiento de conversión que intencionadamente no incluye cromo añadido, pero que puede contener cromo en cantidad de trazas.

Además, la presente invención también se dirige a métodos para preparar productos celulósicos, preferiblemente azulejos para techos y productos no tejidos tales como láminas, usando la composición que contiene los componentes (A) y (B). Específicamente, la presente invención se refiere a métodos para preparar productos celulósicos, los cuales comprenden (1) sustancialmente añadir simultánea o secuencialmente una composición a un sistema que comprende fibras celulósicas, en el que el sistema se selecciona de al menos uno de un sistema acuoso, un fieltro, una banda, y sus combinaciones, y en el que la composición comprende (A) al menos un polímero de poliamidoamina-epihalohidrina soluble en agua que al menos tiene un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación; y (B) al menos un material látex formador de película.

“Sustancialmente añadir simultáneamente” o “añadir simultáneamente” se refiere a añadir dos sustancias a una pasta o suspensión (por ejemplo, tal como una suspensión pasta celulósica) sin sustancialmente ninguna diferencia de tiempo y esencialmente en la misma posición en el sistema o procedimiento. Las dos sustancias que se añaden pueden estar en forma de una mezcla así como añadirse separadamente, por ejemplo, añadiendo una sustancia durante la adición de la otra.

“Adición secuencial” se refiere a al menos dos sustancias diferentes que se añaden en diferentes sitios al mismo tiempo o en momentos diferentes y/o en el mismo sitio en momentos diferentes en una máquina usada para preparar productos celulósicos. Estos sitios están lo bastante alejados para que una sustancia añadida se mezcle con la pasta de celulosa antes de que se añada otra sustancia. También puede emplearse una combinación de adición secuencial y simultánea.

En algunos aspectos, la presente invención se refiere al descubrimiento de que las composiciones que comprenden: un componente (A) que comprende un polímero de poliamidoamina-epihalohidrina, y un componente (B) que comprende un componente que coopera con o que modera las propiedades del componente (A) y preferiblemente seleccionado de componentes flexibilizantes, componentes que inhiben la reticulación, y sus mezclas, proporcionan un espectro inesperadamente superior de propiedades cuando se aplican como revestimiento a varios sustratos. Las composiciones de la invención son especialmente útiles para revestir sustratos porosos. Sustratos ejemplo incluyen materiales de construcción, tales como azulejos para techos, fibras prensadas y semejantes. Según una definición que se usa en la presente memoria se cree que, sin desear ligarse a la teoría, el componente flexibilizante funciona, al menos en parte, impidiendo la reticulación del componente (A).

Componente (A)

El componente (A) es al menos un polímero de poliamidoamina-epihalohidrina que al menos tiene un grupo funcional que experimenta reticulación al secar y/o calentar. Sin desear ligarse a la teoría, los materiales adecuados para el componente (A) incluyen, pero no se limitan a, materiales que interaccionan a nivel molecular para formar una red distribuida dentro del componente (B) cuando los componentes (A) y (B) se curan.

Como se discutió anteriormente, el componente (A) de la composición acuosa de la presente invención comprende al menos un componente soluble en agua que al menos comprende un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación al secar y/o calentar. “Componente soluble en agua” se refiere a un componente que se disuelve en agua para formar un líquido homogéneo. Ejemplos de grupos funcionales adecuados del componente (A) incluyen preferiblemente, pero no se limitan a, el grupo epoxi, el grupo azetidino, el grupo aldehído, el grupo carboxilo, el grupo acrilato y sus derivados, la base acrilamida y sus derivados, y el grupo amina cuaternaria, más preferiblemente el grupo azetidino, el grupo epoxi y el grupo aldehído, y muchos más preferiblemente el grupo azetidino y el grupo epoxi.

El componente (A) es al menos una resina de poliamidoamina-epihalohidrina, preferiblemente resinas de poliamidoamina-epihalohidrina tales como las descritas en las patentes de EE.UU. nº 2.926.116 y 2.926.154, de KEIM.

En algunos aspectos de la presente invención, los materiales preferidos para el componente (A) incluyen resinas de poliamidoamina-epihalohidrina tales como las descritas en las patentes de EE.UU. nº 2.926.116 y 2.926.154, de KEIM. Las resinas de poliamidoamina-epihalohidrina preferidas también pueden prepararse según las enseñanzas de la patente de EE.UU. nº 5.614.597 de BOWER y comúnmente cedida a Hercules Incorporated. Como se discute en la patente de EE.UU. nº 5.614.597 de BOWER, estos procedimientos típicamente suponen hacer reaccionar una poliamidoamina acuosa con un exceso de epihalohidrina para convertir completamente los grupos amina de la poliamidoamina en aductos de epihalohidrina. Durante la reacción, los grupos halohidrina se adicionan a los grupos amina secundaria de la poliamidoamina como se muestra en el siguiente ejemplo, usando epiclorhidrina como la epihalohidrina:

1

en la que R_{2}N- representa un grupo amina secundaria de la poliamidoamina.

Después de que se ha añadido la epihalohidrina y cuando la evolución de calor ha amainado, la mezcla de reacción se calienta para efectuar la reticulación y la viscosidad aumenta. Durante esta reacción, se forman grupos azetidino. Típicamente, estos grupos funcionales se emplean para impartir al papel resistencia en estado húmedo formando una fuerte red reticulada con las fibras del papel.

Las resinas de poliamidoamina-epihalohidrina incluyen poliamidoamina-epiclorhidrinas tales como las vendidas por Hercules Incorporated de Wilmington, Delaware, con varios nombres comerciales. Las resinas de poliamidoamina-epihalohidrina preferidas disponibles en Hercules incluyen las resinas KYMENE® y las resinas HERCOBOND®. La resina KYMENE 557H®; resina KYMENE 557LX®; resina KYMENE 557SLX®; resina KYMENE 557ULX®; resina KYMENE 557ULX2®; resina KYMENE 709®; resina KYMENE 736®; y resina HERCOBOND 5100®. De éstas, las resinas KYMENE 557H® y HERCOBOND 5100® son poliamidoaminas especialmente preferidas, disponibles en forma de disoluciones acuosas. La resina KYMENE 763® (una poliamina) también puede emplearse como componente (A). Se contempla expresamente que los productos equivalentes a cada una de las resinas precedentes están dentro del alcance de la presente invención.

Componente (B)

Sin desear ligarse a la teoría, los materiales adecuados para el componente (B) incluyen cualquier material que sea capaz de formar una fase continua que pueda modificarse por la estructura de red del componente (A) descrita anteriormente. Como se discutió anteriormente, el componente (B) al menos comprende un material látex formador de película.

Ejemplos de otros materiales formadores de película incluyen preferiblemente, pero no se limitan a, polímeros derivados de monómeros que al menos incluyen uno de haluros de alquilo de 2-12 átomos de carbono, haluros de alqueno de 2-12 átomos de C, alquilacrilamidas de 2-12 átomos de C, alquenoacrilamidas de 2-12 átomos de C, acrilatos de alquilo de 2-12 átomos de C y acrilatos de alqueno de 2-12 átomos de C.

En algunos aspectos de la presente invención, la capa formadora de película es un látex seleccionado de al menos un polímero que comprende unidades repetidas derivadas de un haluro de alquilo que al menos tiene un doble enlace y un alqueno, en el que el haluro de alquilo tiene de 2 a 12 átomos de C, y en el que el alqueno tiene de 2 a 12 átomos de C.

“Látex” se refiere a una dispersión acuosa de un polímero insoluble en agua. Los materiales látex se preparan por un procedimiento de polimerización en emulsión en el que se emulsiona el monómero insoluble, con un tensioactivo, en pequeñas partículas de menos que aproximadamente 10.000 nm ó 10 micrómetros de diámetro en agua y se polimeriza usando un iniciador soluble en agua. El producto resultante es una suspensión coloidal de partículas finas, preferiblemente de aproximadamente 50 a 1000 nm de diámetro. Véase, por ejemplo, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, cuarta edición, volumen 15, página 51 (J. Wiley & Sons, Nueva York, 1995). “Suspensión coloidal” se refiere a una dispersión de finas gotitas o partículas en un medio líquido.

Los expertos en la técnica pueden identificar fácilmente látex adecuados, sobre la base de las propiedades físicas usando consideraciones completamente convencionales, que incluyen la estabilidad, reología, formación y propiedades de las películas, la reactividad interfacial y la adhesividad al sustrato pueden determinarse mediante las propiedades coloidales y poliméricas del látex. Las propiedades coloidales incluyen el tamaño de partícula y la distribución morfológica de los sólidos, el pH, la viscosidad y la estabilidad. También son bien conocidas en la técnica la distribución de pesos moleculares, la distribución y secuencia de los monómeros, la temperatura de transición vítrea y la cristalinidad.

Las aplicaciones de los látex incluyen, pero no se limitan a, usos como adhesivos, agentes ligantes, composiciones de revestimientos, materiales elásticos, productos espumados, agentes modificadores y soportes para inmovilizar otros materiales.

Los látex comercialmente disponibles se derivan de una gran variedad de monómeros que incluyen, pero no se limitan a, estireno, dimetilestireno, viniltolueno, cloropreno, butadieno, etilenoacrilamida, acrilonitrilo, acroleína, acrilato de metilo, acrilato de etilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo, cloruro de vinilideno, vinilésteres, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, uretano acrilatado, acrilato de hidroxietilo, acrilato de dimetilaminoetileno y acetato de vinilo.

Otros ejemplos del material látex incluyen preferiblemente, pero no se limitan a, copolímeros de haluros de alquilo y haluros de alqueno, tales como copolímeros de haluros de vinilo o alilo y alquenos. Se pude emplear cualquiera de los haluros de alquilo y haluros de alqueno, los cuales copolimerizan unos con otros para formar copolímeros. Los libros de texto estándar listan materiales ejemplo. Véase, por ejemplo, Organic Chemistry, Morrison & Boyd, Allyn and Bacon, Inc. 1973. Los haluros de alquilo preferidos incluyen haluros de alilo y/o vinilo de 2-12 átomos de C, preferiblemente de 2-6 átomos de C, más preferiblemente de 2-4 átomos de C y mucho más preferiblemente de aproximadamente 2 átomos de C. Son especialmente preferidos los copolímeros de haluros de vinilo (especialmente cloruro de vinilo) y alquenos, preferiblemente de 2-12 átomos de C, preferiblemente de 2-6 átomos de C, más preferiblemente de 2-4 átomos de C y mucho más preferiblemente de 2-3 átomos de C, especialmente propileno y/o etileno.

En algunos aspectos de la presente invención, el componente (B) puede comprender cualquier componente que funcione cooperando o moderando las propiedades del componente (A). Según una definición de la presente memoria, se consideran ejemplo materiales del componente (B) que comprenden materiales que funcionan flexibilizando al componente (A) después de que las composiciones de la invención se apliquen como revestimiento, materiales que tiendan a inhibir la reticulación del componente (A), y mezclas de tales materiales. Sin embargo, los materiales del componente (B) no se limitan a estas definiciones ejemplo.

El grado en el que el componente (B) flexibiliza al componente (A) puede expresarse en términos de un índice de cortabilidad. Un procedimiento ejemplo para determinar el índice de cortabilidad de un sustrato (tal como un azulejo para techos o una fibra prensada) revestido con la composición de la invención se pone de manifiesto más adelante, en los ejemplos. El grado en el que el componente (B) flexibiliza al componente (A) puede expresarse en términos del grado en el que un sustrato (tal como una lámina de aluminio, tal como un recipiente para empanadas), revestido con una composición de la invención que se cura subsiguientemente, puede doblarse sustancialmente sin que el revestimiento se fisure o deslamine del sustrato. Más adelante, en los ejemplos, se pone de manifiesto un procedimiento ejemplo para determinar este grado de flexibilidad.

Los materiales preferidos para el componente (B) incluyen copolímeros de haluros de alquilo y alquenos, tales como copolímeros de haluros de vinilo o alilo y alquenos. Se pude emplear cualquiera de los haluros de alquilo y cualquiera de los alquenos que copolimerizan unos con otros para formar copolímeros. Los libros de texto estándar listan materiales ejemplo. Véase, por ejemplo, Organic Chemistry, Morrison & Boyd, Allyn and Bacon, Inc. 1973. Los haluros de alquilo preferidos incluyen haluros de alilo y/o vinilo de 2-12 átomos de C, preferiblemente de 2-6 átomos de C, más preferiblemente de 2-4 átomos de C y mucho más preferiblemente de aproximadamente 2 átomos de C. Son especialmente preferidos los copolímeros de haluros de vinilo (especialmente cloruro de vinilo) y alquenos, preferiblemente de 2-12 átomos de C, preferiblemente de 2-6 átomos de C, más preferiblemente de 2-4 átomos de C y mucho más preferiblemente de aproximadamente 2-3 átomos de C, especialmente propileno y/o etileno.

Como componente (B) puede emplearse cualquier copolímero de cloruro de vinilo y etileno. En la patente de EE.UU. nº 4.673.702 de IACOVIELLO y en la patente de EE.UU. nº 4.962.141 de IACOVIELLO et al., se describen copolímeros ejemplo de cloruro de vinilo y etileno. Estos copolímeros (también denominados en la presente memoria como copolímeros “EVCI”) pueden prepararse de cualquier manera. A modo de ejemplo, pueden prepararse (preferiblemente en forma de emulsión) como se describe en la patente de EE.UU. nº 4.962.141 de IACOVIELLO et al., mediante los siguientes procedimientos.

Pueden prepararse emulsiones adecuadas de copolímeros EVCI copolimerizando los monómeros en presencia de agentes emulsionantes adecuados, es decir, coloides protectores y tensioactivos, en un medio acuoso a presiones que en general no excedan de aproximadamente 100 atm y en presencia de un sistema redox que se añade incrementalmente. La reacción de copolimerización se realiza a una presión de etileno que es suficiente para proporcionar al copolímero con un contenido de etileno de aproximadamente 5 a 35% en peso, preferiblemente de aproximadamente 15 a 25% en peso. Para conseguir tal contenido de etileno en general se usan presiones de aproximadamente 50 a 100 atm.

Las emulsiones de copolímeros EVCI pueden adicionalmente contener de 0,1 a 30% en peso de un agente de reticulación externo basado en el peso total del copolímero. Agentes de reticulación externos adecuados incluyen resinas de melamina/formaldehído, poliisocianatos tales como metil difenil diisocianatos polímeros dispersables en agua y resinas fenólicas basadas en agua.

Para llevar a cabo la polimerización, inicialmente se cargan en el reactor de polimerización sustancialmente todo el poli(alcohol vinílico) y una porción del cloruro de vinilo y a continuación el reactor se presuriza con etileno. Más ventajosamente, inicialmente se carga en el reactor al menos aproximadamente el 5% en peso y, preferiblemente, al menos aproximadamente el 15% en peso del cloruro de vinilo total a polimerizar. El cloruro de vinilo restante se añade deseablemente a un caudal sustancialmente uniforme después de que el contenido de monómero cloruro de vinilo cargado inicialmente se haya reducido sustancialmente como se pone en evidencia mediante una disminución del caudal de polimerización. Esta adición controlada evita la sobrepresurización del reactor. Con el fin de obtener las emulsiones estables deseadas, inicialmente no debe de cargarse más de aproximadamente 60% del cloruro de vinilo ya que puede generarse in situ un prepolímero.

La cantidad de etileno que entra en el copolímero está influida por la presión, el mezclado, el caudal de adición y la cantidad de fuente generadora de radicales libres. El contenido de etileno del copolímero puede aumentarse usando una mayor presión de etileno, aumentando la agitación durante el mezclado o empleando un mayor caudal de la fuente de radicales libres.

El procedimiento de formación de emulsiones de copolímeros EVCI puede comprender preparar una disolución acuosa que sustancialmente contenga todo el agente dispersante tipo poli(alcohol vinílico). Esta disolución acuosa y la carga inicial de cloruro de vinilo pueden añadirse al depósito de polimerización y a continuación puede aplicarse presión de etileno hasta el valor deseado. La mezcla se mezcla completamente para disolver el etileno en el cloruro de vinilo y en la fase acuosa. La carga puede elevarse convenientemente hasta la temperatura de polimerización durante este período de mezclado. Para proporcionar un copolímero con aproximadamente 20-30% en peso de etileno pueden emplearse una temperatura de polimerización de aproximadamente 55ºC y una presión de etileno en el intervalo de 5,2 a 6,9 MPa. El mezclado puede efectuarse por medio de un agitador u otro mecanismo conocido.

La polimerización se inicia introduciendo cantidades iniciales de una fuente generadora de radicales libres en el depósito reactor que contiene la premezcla de monómeros. Cuando se emplea un sistema redox, el componente oxidante o el reductor puede añadirse inicialmente al medio acuoso que contiene el poli(alcohol vinílico) y el cloruro de vinilo añadiéndose el otro componente redox para iniciar la reacción. Tras iniciar la polimerización, pueden añadirse incrementalmente al depósito de reacción cualquiera de los monómeros deseados, tales como los comonómeros funcionales que contienen grupos hidroxialquilo o ácido carboxílico descritos en la presente memoria.

En general, la reacción puede continuarse hasta que la polimerización no se autosustente más tiempo y deseablemente hasta que el contenido residual de cloruro de vinilo esté por debajo de 0,5%. El producto de la reacción finalizada se separa del etileno y se mantiene a una temperatura por encima de la Tg del copolímero mientas se aísla de la atmósfera. La mezcla de reacción también puede transferirse a un desgasificador para separar el etileno sin reaccionar.

Los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que lo precedente es sólo ejemplo, y que los reaccionantes y las condiciones genérica y/o específicamente definidas pueden sustituirse por reaccionantes y condiciones equivalentes. Los copolímeros especialmente preferidos para el componente (B) incluyen los comercializados por Air Products and Chemicals, Inc., de Allentown, Pensilvania, con el nombre comercial de AIRFLEX®; especialmente, AIRFLEX 4530®, AIRFLEX 4514® y AIRFLEX 4500®. Se contempla expresamente que los compuestos equivalentes a tales copolímeros de cloruro de vinilo/etileno están dentro del alcance de la presente invención. Así, por ejemplo, cualquier polímero o copolímero que modere al componente (A) tal como funcionando flexibilizando al componente (A) y/o cualquier polímero o copolímero que inhiba la reticulación tal que cuando se elimine el agua de la composición y el revestimiento se cure, pueda doblarse 180º, preferiblemente 360º, sin fisurarse o deslaminarse, está dentro del alcance de la invención. Preferiblemente, cualquier copolímero que funcione flexibilizando al componente (A) y/o cualquier polímero o copolímero que inhiba la reticulación tal que cuando el revestimiento se aplique a un sustrato, tal como una lámina de aluminio, y se elimine el agua de la composición, el revestimiento pueda doblarse 180º, preferiblemente 360º, sin fisurarse o deslaminarse del sustrato, está dentro del alcance de la invención. Preferiblemente, la combinación de componentes (A) y (B) da lugar a composiciones que exhiben buena memoria, además de la buena flexibilidad discutida anteriormente. Por ejemplo, preferiblemente, tales composiciones exhiben buena memoria tal que cuando un revestimiento curado se deforme retornará a la posición o configuración en la que estaba antes de que fuera deformado.

Otros materiales para el componente (B) incluyen, pero no se limitan a, NEOCAR® fabricado por Union Carbide (viniléster/ácido acrílico), RES 3077® fabricado por Rohm & Haas (acetato de vinilo/ácido acrílico), FLEXTHANE 620® de Air Products (terpolímero de cloruro de vinilo amida), VINAC 884® de Air Products (acetato de vinilo), DOW 620® de Dow Chemical Company (caucho de estireno butadieno), FLEXBOND 325® (látex de copolímero acetato de vinilo-monómero acrílico) de Air Products, LUCIDENE 243® (emulsión de un polímero de estireno-monómero acrílico), HYCAR 26256® (látex de un copolímero de un éster acrílico) y MORKOTE 1725® (emulsión de un copolímero acrílico).

Como se discutió anteriormente, tales materiales para el componente (B) incluyen sistemas compatibles con agua tales como copolímeros que pueden contener los siguientes monómeros: metacrilato de metilo, acrilato de butilo, estireno, cloruro de vinilideno, ácido acrílico y ácido metacrílico. Los copolímeros adecuados incluyen uretanos acrilatados preparados haciendo reaccionar un hidroxi acrilato o metacrilato; un diol, poliéster o diamina; y puede usarse un diisocianato. En la patente de EE.UU. 5.716.603 se describen monómeros preferidos. Otros copolímeros que parecen ser útiles incluyen materiales basados en componentes acrílicos y vinilacrílicos.

Otros ejemplos de (B) incluyen, pero no se limitan a, viniléster/monómero acrílico, acetato de vinilo/monómero acrílico, acetato de vinilo/etileno, terpolímero de cloruro de vinilo amida, acetato de vinilo y estireno/butadieno.

Otros materiales para el componente (B) también pueden incluir FLEXBOND 325® (látex de un copolímero acetato de vinilo-monómero acrílico), LUCIDENE 243® (emulsión de u polímero estireno-monómero acrílico), HYCAR 26256® (látex de un copolímero de un éster acrílico) y MORKOTE 1725® (emulsión de un copolímero acrílico).

Composiciones

Las composiciones acuosas de la invención se emplean preferiblemente en forma de una mezcla acuosa, preferiblemente una emulsión acuosa, y, en las realizaciones preferidas, convenientemente en forma de un sistema en emulsión acuosa que se produce por la mezcla del componente (A) y del componente (B). Además, la composición acuosa de la presente invención puede incluir agua y al menos un tensioactivo y/o un aditivo.

El pH de la composición acuosa que contiene los componentes (A) y (B) puede ajustarse para adaptarse a utilidades particulares. Preferiblemente, el pH es de aproximadamente 3 a aproximadamente 9, más preferiblemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 7, y mucho más preferiblemente de aproximadamente 4,5.

Preferiblemente, la presente invención se prepara añadiendo 75 g de componente (A), preferiblemente Hercobond 5100® o Kymene 557H® a 11,11 g de una emulsión del componente (B), preferiblemente Airflex 4530®, con agitación mecánica y añadiendo agua para constituir una disolución de 100 g.

Las composiciones de revestimiento de la invención se emplean preferiblemente en forma de una mezcla acuosa, preferiblemente una emulsión acuosa, y en las realizaciones preferidas convenientemente en forma de un sistema en emulsión acuosa que se produce por la mezcla de una disolución del componente (A) y una emulsión del componente (B), y opcionalmente agua y un tensioactivo.

Así, las composiciones de la invención pueden prepararse mezclando disoluciones comercialmente disponibles del componente (A) y del componente (B). Debido a que tales productos están comercialmente disponibles, es oportuno y conveniente emplear los componentes (A) y (B) “como se reciben” de los proveedores, aunque esto no se requiera. Como ejemplos ilustrativos, tales disoluciones están disponibles en concentraciones del componente(A) de aproximadamente 12,5% ((convenientemente expresadas como porcentaje de sólidos) basadas en el peso de resina respecto al peso total de la disolución “como se recibe”), y concentraciones del componente (B) de aproximadamente 50% (basadas en el peso de resina respecto al peso total de la emulsión “como se recibe”).

A las concentraciones de aproximadamente 12,5% para una disolución de componente (A) y aproximadamente 50% para una emulsión de componente (B), las disoluciones de componente (A) se emplean en las composiciones en cantidades de aproximadamente 5 a aproximadamente 95%, preferiblemente de aproximadamente 50% a aproximadamente 85%, más preferiblemente aproximadamente 75% (basada en el peso total de todos los componentes de la composición), y las emulsiones del componente (B) se emplean en las composiciones en cantidades de aproximadamente 5% a aproximadamente 95%, preferiblemente de aproximadamente 8% a aproximadamente 50%, más preferiblemente aproximadamente 11% (basada en el peso total de todos los componentes de la composición). Se ha encontrado que las composiciones de aproximadamente 75% del componente (A) y 11,11% del componente (B) son particularmente preferidas, siendo los restantes componentes de la composición un tensioactivo (preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,06%) y agua.

Esto también puede expresarse tal que las composiciones de la invención pueden tener un contenido de sólidos del componente (A) (en términos de ingrediente activo, es decir, de resina) en un intervalo de aproximadamente 1% a aproximadamente 85%, preferiblemente de aproximadamente 1,5% a aproximadamente 82,5%, más preferiblemente de aproximadamente 63% (basado en el peso total de las dos resinas, es decir, basado en el peso total de las resinas de componente (A) y (B)), y un contenido de resina de componente (B) (en términos de ingrediente activo, es decir, de resina) en un intervalo de aproximadamente 15% a aproximadamente 99%, más preferiblemente de aproximadamente 17,4% a aproximadamente 98,7%, mucho más preferiblemente de aproximadamente 37% (basado en el peso total de las dos resinas, es decir, basado en el peso total de las resinas de componente (A) y (B)).

Las cantidades de componente (A) y componente (B) empleadas en las composiciones acuosas de la invención también pueden expresarse en términos de una relación (A):(B), basada en el peso seco de polímero de componente (A) al peso seco del polímero de componente (B). Las composiciones acuosas de la invención incluyen aquellas en las que la relación de (A):(B) es de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 1:5, más preferiblemente de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:1, y más preferiblemente de aproximadamente 1,69:1.

Las cantidades de componente (A) y componente (B) empleadas en las composiciones de la invención también pueden expresarse en términos de una relación (A):(B), basada en el peso seco de polímero de componente (A) al peso seco del polímero de componente (B) (esto es (A)/(B)). Las composiciones de la invención incluyen aquellas en las que la relación de (A):(B) es de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 19, preferiblemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 12, más preferiblemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 8, más preferiblemente de aproximadamente 6,5 a aproximadamente 7,0, y mucho más preferiblemente aproximadamente 6,75.

Tensioactivos y aditivos adicionales

Para preparar las composiciones acuosas de la invención, las disoluciones de los componentes (A) y (B), agua y, opcionalmente, al menos un tensioactivo y/o al menos un aditivo y/o al menos un ácido, pueden mezclarse en cualquier depósito de mezclado adecuado, preferiblemente con agitación, tal como agitando. Para este propósito puede emplearse particularmente un depósito de mezclado con un agitador. Estos componentes pueden añadirse al depósito de mezclado en cualquier orden de adición, o concurrentemente.

Las composiciones también comprenden preferiblemente un tensioactivo. Los tensioactivos adecuados incluyen tensioactivos no iónicos, aniónicos y catiónicos. Son ejemplos TERGITOL®, TRITON GR7M®, TRITON X-100®, trietilamina (TEA), AQUAQUEST 2120® (disponible en GEO Specialty Chemicals, Cedertown, GA) y agua. Un tensioactivo preferido es TRITON X-100® (un tensioactivo no iónico tipo octilfenoxipolietoxietanol) disponible en Union Carbide Chemicals and Plastics Company, Incorporated, Danbury, Connecticut. Los tensioactivos se emplean preferiblemente en cantidades de hasta aproximadamente 10% en peso. Los intervalos preferidos para las cantidades de tensioactivo están en el intervalo de aproximadamente 0-5% en peso; más preferiblemente aproximadamente 0-1%, mucho más preferiblemente los tensioactivos se emplean en cantidades de aproximadamente 0,05-0,25% en peso, basadas en el peso total de la composición.

La composición acuosa de la presente invención también puede incluir aditivos, tales como pigmentos para proporcionar colores. Los pigmentos adecuados incluyen los del tipo orgánico y los del tipo inorgánico. Los pigmentos orgánicos preferidos incluyen Rojo D y C, nºs 10, 11, 12 y 13, Rojo D y C, nº 7, Rojo D y C, nºs 5 y 6, Rojo D y C, nºs 30 y 40, Amarillo D y C nº 5 y Rojo D y C nº 2. Los pigmentos inorgánicos incluyen dióxido de titanio, oxicloruro de bismuto, óxido de hierro pardo y óxidos de hierro rojo.

Preferiblemente, los pigmentos pueden emplearse en cantidades de hasta aproximadamente 5% en peso, preferiblemente de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 5% en peso, más preferiblemente en cantidades de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 2% en peso.

Para acelerar el secado pueden añadirse otros ingredientes. Estos incluyen ésteres de glicol, tales como acetato de butilglicol, y alcoholes volátiles tales como etanol y 2-propanol. Los agentes acelerantes del secado pueden añadirse en cantidades de hasta aproximadamente 5% en peso, más preferiblemente de aproximadamente 0,01% en peso a aproximadamente 5% en peso; más preferiblemente de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 2,5% en peso.

También pueden emplearse otros ingredientes tales como agentes plastificantes y agentes coalescentes. Estos incluyen, por ejemplo, los descritos en la patente de EE.UU. nº 5.716.603.

También pueden emplearse agentes espesantes en cantidades en un intervalo de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 5% en peso, por ejemplo. Los agentes espesantes adecuados incluyen celulosa y derivados de celulosa, que incluyen carboximetilcelulosa e hidroxietilcelulosa, gomas naturales tales como carragenato, pectina y goma xantano, silicatos, arcillas, tales como laponita y polímeros sintéticos tales como óxido de etileno, alcohol vinílico y polímeros del tipo acrílico o poliuretanos.

La práctica común ha sido añadir cargas a los revestimientos para dar propiedades de durabilidad superficial, color y eficacia frente al fuego. Sin embargo, típicamente, una alta cantidad de cargas (por ejemplo, 40% o más en peso), formará sobre la placa una superficie sellada semejante a un plato, lo cual es deseable para la durabilidad de la superficie pero que dañará las propiedades acústicas. Ellas también impedirán que el revestimiento sea absorbido por la placa, y provocarán que la pintura se desconche cuando se realiza un corte. Las cargas también sirven para “ocultar” el color del sustrato (en muchas composiciones, el agente ligante no ocultará al sustrato por sí mismo).

También pueden emplearse aditivos. El término “aditivos” incluye una amplia gama de materiales sólidos y líquidos que normalmente se añaden a las composiciones de revestimiento. Los expertos en la técnica pueden identificar y emplear fácilmente aditivos adecuados. Los aditivos incluyen cargas, tales como sílices, arcillas (que incluyen el caolín, la arcilla de bola, caolín deslaminado, caolín calcinado, etc.); carbonato de calcio, dióxido de titanio, pigmentos, abrillantadores ópticos, etc. Cuando se emplean, los aditivos pueden emplearse en cantidades en el intervalo de aproximadamente 0-40%, basadas en el peso total de la composición.

Los ácidos adecuados que pueden usarse en combinación con la composición de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, fluoácidos. Ejemplos de fluoácidos incluyen, pero no se limitan a, ácido fluotitánico, ácido fluocircónico, ácido fluosilícico y ácido fluobórico, preferiblemente ácido fluotitánico y ácido fluocircónico.

Usos de la composición

Como se discutió anteriormente, las composiciones acuosas de la presente invención pueden usarse como aditivos en pinturas para modificar la textura, aditivos para productos tecnológicos de la madera, adhesivos, agentes ligantes para revestimientos, control de la porosidad del papel y de productos textiles, control de la estabilidad dimensional del papel, madera y productos textiles, fijación de colorantes, sellado de bordes, agentes de extensión de sellado de bordes para látex, agentes para el moldeo del cabello, vehículos de tintas, agentes de reemplazamiento/extensión de látex, agentes barrera contra la humedad, agentes ligantes de pinturas, composiciones de imprimación en pinturas para todas las superficies, aditivos para revestimientos de papel, aditivos para mejorar la impresión en papel, aprestos del papel, aditivos para aumentar la resistencia del papel (tales como aditivos para aumentar la resistencia del papel en estado húmero y seco, resinas para el planchado permanente, control de la porosidad, capas preliminares para papel revestido, agentes de imprimación para imprimir, revestimientos protectores, agentes de reemplazamiento para látex como agentes ligantes en todas las aplicaciones, agentes sellantes, agentes para aumentar la resistencia a las manchas, agentes modificadores superficiales para madera, metales y vidrio, agentes para aumentar la resistencia de los productos textiles, composiciones auxiliares para el procesado de los productos textiles vía húmeda y agentes para aumentar la resistencia/repulsión al agua.

Las composiciones acuosas de presente invención son muy adecuadas para revestir sustratos fisiológicos (por ejemplo, uñas y pelo), sustratos porosos (por ejemplo, papel y madera), sustratos de celulosa, productos textiles y materiales de construcción (por ejemplo, azulejos para techos, fibras prensadas, minerales laminados y metales).

Las composiciones de revestimiento de la presente invención proporcionan resistencia al rayado, al agua y a las manchas, así como otras propiedades, tales como mantienen la flexibilidad, proporcionan cortabilidad, durabilidad, el color de acabado deseado y resistencia a los líquidos acuosos.

La composición acuosa de la presente invención también puede usarse en composiciones fijadoras de los colorantes, adhesivos, composiciones sellantes, productos celulósicos para proporcionar resistencia y/o textura. Ejemplos de productos celulósicos incluyen, pero no se limitan a, azulejos para techos, productos para papel, productos no tejidos tales como láminas, y pinturas. Los productos no tejidos, tales como las láminas, pueden ser naturales y sintéticos. Ejemplos de productos no tejidos, tales como las láminas, incluyen, pero no se limitan a, pañales desechables, productos médicos desechables y almohadillas absorbentes.

El producto celulósico de la presente invención preferiblemente comprende una composición curada que comprende los componentes (A) y (B) en una cantidad de hasta aproximadamente 10% en peso seco, más preferiblemente de aproximadamente 0,005% a aproximadamente 2% en peso seco.

El azulejo para techos de la presente invención preferiblemente comprende una composición curada que comprende los componentes (A) y (B) en una cantidad de hasta aproximadamente 20% en peso seco, más preferiblemente de aproximadamente 0,005% a aproximadamente 2% en peso seco.

El producto no tejido de la presente invención preferiblemente comprende una composición curada que comprende los componentes (A) y (B) en una cantidad de hasta aproximadamente 20% en peso seco, más preferiblemente de aproximadamente 0,005% a aproximadamente 15% en peso seco.

El producto para pinturas de la presente invención preferiblemente comprende una composición curada que comprende los componentes (A) y (B) en una cantidad de hasta aproximadamente 25% en peso seco, más preferiblemente hasta aproximadamente 20% en peso seco.

Usos de la composición en revestimientos metálicos de conversión

Aunque, en general, los revestimientos metálicos de conversión son conocidos en la técnica, los revestimientos de cromo tradicionales se han vuelto no económicos debido a los costes crecientes asociados con las preocupaciones con la contaminación industrial.

Las composiciones de la presente invención son muy adecuadas para usar como revestimientos metálicos de conversión de superficies metálicas exentos de cromo, por ejemplo para mejorar la resistencia a la corrosión y la adhesión de revestimientos de acabado sobre metales tales como el acero, el acero galvanizado, el aluminio, el acero revestido con cinc-aluminio y las aleaciones de aluminio. Tales revestimientos de acabado pueden incluir pinturas, tintas, lacas, plásticos y otros revestimientos secantes. La composición de la invención puede aplicarse como una disolución acuosa y puede usarse sola o con aditivos tales como uno o más de los compuestos ácido acético, ácido glicólico y fluoácidos tales como el ácido dihidrohexafluotitánico, ácido dihidrohexafluosilícico, ácido dihidrohexafluocircónico y ácido fluobórico.

La manera de tratar una superficie metálica puede incluir aplicar una disolución acuosa de la composición (por ejemplo, hasta aproximadamente 90% en peso) y secar la composición in situ sobre la superficie o enjuagar con un baño o ducha de agua, preferiblemente secando la composición in situ sobre la superficie. Con la disolución puede suministrase beneficiosamente un ácido para producir un pH de hasta aproximadamente 5. Los métodos adecuados de aplicación incluyen pulverización, inmersión, revestimiento de flujo y revestimiento con rodillos.

La resistencia a la corrosión de los metales revestidos puede medirse usando el ensayo de “pulverización con sales neutras”; la resistencia al pelado puede medirse mediante el ensayo de “flexión en T”, ensayo de “impacto en el dorso” o ensayo de “rayado cruzado”. El ensayo de rozamiento en MEK (metil etil cetona) se usa para determinar si una pintura se ha curado apropiadamente sobre una superficie metálica. Estos ensayos se detallan más adelante en la presente memoria en la sección de ejemplos.

Usos de la composición en tableros con fibras orientadas

La composición acuosa de la presente invención también puede usarse en tableros con fibras orientadas (OSB). “Tableros con fibras orientadas” se refiere a un producto compuesto de madera basado en el uso de formas especiales de laminillas de madera. La laminilla es una pieza de madera larga y plana que tiene una longitud de aproximadamente 25-100 mm. La longitud es en la dirección longitudinal (grano); el espesor es 0,25-1,00 mm; y la anchura es variable. Una laminilla tiene una relación de longitud a espesor de al menos aproximadamente 100.

Los OBS se producen mezclando laminillas secadas, o fibras con una resina adhesiva, cera u otros aditivos, y conformando a continuación las fibras en matas en una horma de criba ancha. Las fibras se orientan en direcciones específicas. A continuación, la mata se prensa a temperaturas de hasta aproximadamente 218ºC (Véase Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, cuarta edición, volumen suplemento, Wiley & Sons, Nueva York, 1998, pp 803-807). Los OSB son productos reconstituidos de madera. Proporcionan una alternativa de menor coste a la madera contrachapada y a la madera serrada sólida, y se pueden producir con una amplia gama de densidades.

El pH de la emulsión usada en tableros de fibras orientadas es al menos aproximadamente 4, preferiblemente al menos aproximadamente 7,5, más preferiblemente de aproximadamente 8,8 a 11,5, y mucho más preferiblemente aproximadamente 10,2.

Usos de la composición en productos celulósicos

Como se usa en la presente memoria, se pretende que “productos celulósicos” se refiera a productos que contienen fibras celulósicas, tales como papel, papel cartón, cartulina y cualquier producto relacionado. La siguiente discusión referente al papel es ilustrativa y se aplica a todos los materiales y procedimientos relacionados.

El papel se fabrica por un procedimiento que incluye preparar una pasta o suspensión pastosa para fabricar papel, seguido por la conformación de la pasta o suspensión pastosa en una membrana a partir de la cual se forma finalmente la lámina de papel. La parte húmeda (como esta expresión se usa en la presente memoria) del procedimiento incluye todas las etapas de preparación de las materias primas, que incluyen el mezclado y refinado de la pasta, mediante el mezclado de pasta espesa y fluida, adiciones de productos químicos y diluciones tanto con agua blanca como con agua de nueva aportación, hasta el lugar de deposición de la fibra y de formación de la membrana sobre la cinta sinfín, en el extremo húmedo del procedimiento de fabricación de papel. Así, la parte húmeda del procedimiento incluye todas las etapas del procedimiento de fabricación de papel durante la formación de la lámina.

En la industria papelera, es normal intentar optimizar las composiciones para fabricar papel con el fin de proporcionar propiedades funcionales específicas tan eficiente y económicamente como sea posible. Tal optimización puede incluir la adición de compuestos en cualquier parte de la porción húmeda del procedimiento, así como en cualquier otra porción del procedimiento, incluyendo la pasta formada o conformada así como el papel formado o conformado. Las composiciones típicas incluyen agentes (materiales) de apresto (interno y externo) y resinas que aumentan la resistencia en estado húmedo y/o seco. Cuando se usa en la presente memoria, apresto interno se refiere al apresto asociado con la adición del agente de apresto en la parte húmeda del procedimiento de fabricación de papel, y, así, el apresto interno o apresto en la parte húmeda del procedimiento de fabricación de papel se refiere a la adición del agente de apresto en cualquiera de las etapas de la parte húmeda del procedimiento. Apresto superficial se refiere a la adición de materiales a la pasta formada o conformada así como al papel formado o conformado.

Las resinas que aumentan la resistencia en estado húmedo y/o seco son un aditivo común en las composiciones para fabricar papel. Estos materiales actúan proporcionando resistencia al papel húmedo y se usan en, entre otros productos de papel, toallas de papel y envases de papel. Entre otros usos, también son útiles como adhesivos de plisado. Las resinas que aumentan la resistencia en estado húmedo pueden añadirse durante la producción de papel para ligar conjuntamente a las fibras de celulosa, y para aumentar la resistencia del papel producido de modo que el papel no se despedace cuando se usa en condiciones de humedad. Las resinas que aumentan la resistencia en estado húmedo y seco pueden añadirse en cualquiera de las partes del procedimiento de fabricación de papel, incluyendo la parte húmeda, o pueden añadirse a la pasta formada y al papel formado.

Uso de la composición como revestimiento de azulejos para techos

El revestimiento de la presente invención es muy adecuado para placas para techos (azulejos para techos) ya que el revestimiento da a la placa revestida una durabilidad superficial y una cortabilidad mejoradas. Aunque el revestimiento puede usarse sobre una placa para techos de cualquier composición adecuada, las placas para las que se ha encontrado que las presentes composiciones de revestimiento son adecuadas comprenden fibra en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 85% en peso, cargas en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 90% en peso, y un agente ligante en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 25% en peso. Preferiblemente, la placa es una placa acústica que comprende fibra en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 20% a aproximadamente 80% en peso, cargas en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 20 a aproximadamente 75% en peso, y un agente ligante en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 20% en peso. En algunos aspectos, la placa acústica comprende de aproximadamente 10 a aproximadamente 80% en peso de una fibra seleccionada de al menos una lana mineral y de fibras celulósicas, una carga en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 90% en peso, seleccionándose dicha carga del grupo que consiste en perlita y arcilla, y un agente ligante orgánico en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 20% en peso.

Algunas placas acústicas adecuadas que pueden revestirse con las composiciones descritas en la presente memoria se describen en y pueden prepararse según procedimientos descritos en la patente de EE.UU. 4.963.603 de FELEGI et al., cedida a Armstrong World Industries, Inc.

Según las realizaciones preferidas de la presente invención se proporcionan revestimientos que producen un efecto de “rayo I” con tal placa. La invención proporciona un tratamiento superficial a la placa para hacer la superficie fuerte, pero también flexible cuando la placa se corte. En algunos aspectos, el efecto de “rayo I” se produce por configuraciones en las que cada superficie principal de la placa, tales como dos caras, es revestida con una composición de la invención, dejando el material placa poroso sin revestir, tal como el descrito anteriormente, entre las mismas.

Aunque los materiales tipo azulejos para techos y fibras prensadas son típicos de los materiales de construcción contemplados en la presente memoria, se considera que estos materiales son representativos de un tipo de sustrato que es adecuado para ser revestido por las composiciones de la invención. Por lo tanto, para facilitar la discusión, en la presente memoria se hace referencia a azulejo para techos, y, en particular, a azulejo acústico para techos; sin embargo, se entenderá fácilmente que otros sustratos son similares y se pretende que todos de tales materiales estén dentro del alcance de la presente invención.

Uso de la composición como revestimiento de sustratos porosos

Las composiciones de revestimiento de la presente invención con particularmente adecuadas para sustratos porosos. Este es especialmente el caso en aplicaciones en las que se desea revestir a un sustrato poroso sin reducir sustancialmente la porosidad del sustrato.

Los revestimientos de la invención tienen particular utilidad para revestir sustratos que tienen una porosidad de al menos aproximadamente 50-95%, preferiblemente aproximadamente 85%-90%, basada en la cantidad de huecos de aire. Así, para un sustrato que tenga una porosidad de 90%, el 90% del volumen del sustrato está constituido por agujeros de aire mientras que el 10% son componentes sólidos. Preferiblemente, tales sustratos son de celdilla abierta.

Preferiblemente, las composiciones de la invención reducen la porosidad del sustrato al revestir y curar en menos que aproximadamente 10%, más preferiblemente menos que aproximadamente 5%, más preferiblemente menos que aproximadamente 2%, y mucho más preferiblemente menos que aproximadamente 0,5%.

La reducción de la porosidad puede medirse efectuando un ensayo NRC (descrito más adelante en la sección de ensayos (ensayo de absorción de la reverberación del sonido en una habitación)) y determinando el cambio después de que un revestimiento de la invención se haya aplicado a un sustrato y se haya curado. Usando este ensayo, las composiciones de la invención no deben cambiar el índice NRC redondeado de los sustratos revestidos con las composiciones de la invención y curadas en más que aproximadamente 15, en comparación con el sustrato no revestido.

Como se discute en la presente memoria, ciertas propiedades son deseables con respecto a los materiales de construcción en general, como puede ilustrarse específicamente con azulejos para techos en particular. Para un azulejo para techos acabado, estas propiedades incluyen las siguientes:

Acústicas: la capacidad del azulejo para techos de controlar en sonido en y entre habitaciones. Las propiedades acústicas se miden de tres formas: CAC (pérdida de transmisión entre dos habitaciones), NRC (ensayo de absorción de la reverberación del sonido en una habitación) & AC (atenuación del sonido en habitación abierta).

Color: típicamente color blanco y se mide usando las escalas de color L y b. L es la escala del negro al blanco, y la escala b la del azul al amarillo. El instrumento usado para medir el color es el colorímetro Hunter, es decir un equipo Hunter Miniscan® 45/O-L de Hunter Associates Laboratorios, Reston, VA.

Durabilidad superficial: la capacidad de la superficie de la placa para resistir el rayado y el daño durante una instalación normal y prestando pleno servicio. Se mide mediante la resistencia al restregado, la resistencia al rayado con los dedos (es decir, el ensayo del rastrillo de Hess) y la abrasión Taber, ensayos todos que se describen en detalle en la sección titulada “procedimientos estándar de ensayo usados en los ejemplos”.

Los sustratos revestidos con las composiciones de la invención y curados exhiben un índice del rastrillo de Hess de al menos aproximadamente 8, preferiblemente al menos aproximadamente 10, más preferiblemente al menos aproximadamente 12, y mucho más preferiblemente al menos aproximadamente 14.

Los sustratos revestidos con las composiciones de la invención y curados exhiben un índice de pérdida en el ensayo de abrasión Taber de menos que aproximadamente 1 gramo, preferiblemente menos que aproximadamente 0,6 gramos, más preferiblemente menos que aproximadamente 0,4 gramos, y mucho más preferiblemente menos que aproximadamente 0,2 gramos.

Cortabilidad: la facilidad de la cuchilla para cortar la placa sin desconchar o descamar el revestimiento. Ésta se mide mediante el ensayo de cortabilidad. En este ensayo, se hace un corte recto en el centro del azulejo para techos usando una hoja de afeitar afilada. A continuación, el corte se cubre con un trozo de cinta de 15,24 cm de longitud que tiene una anchura de 5,08 cm, tal que la longitud de la cinta esté alineada con la longitud del corte y tal que la anchura de la cinta cubra completamente el corte, asegurándose de cubrir el extremo del corte cuando la cuchilla se retire del corte. A continuación, la cinta se despega manualmente, mientras se mantiene constante la velocidad de despegado y se cuenta el número de desconchados que se desarrollan. A continuación se calcula el índice de cortabilidad: (nº descamados/cm^{2}) x 10. Este ensayo simula un corte regular hecho durante una instalación en campo de un sistema de azulejos para techos. Cuanto menor es el índice mejor. Los sustratos revestidos con una composición de la invención que se curan entonces exhiben un índice de cortabilidad de menos que aproximadamente 2,33, preferiblemente menos que aproximadamente 1,55, más preferiblemente menos que aproximadamente 0,31 y mucho más preferiblemente menos que aproximadamente 0,16.

Resistencia a combarse: la capacidad de la placa para mantener una superficie plana y uniforme cuando se expone a condiciones de humedad elevada. Se mide usando una cámara de humedad controlada y un flexímetro.

Eficacia frente al fuego: la resistencia a la propagación de la llama. Se mide mediante un ensayo de túnel 30-30.

La adición de revestimientos al sustrato se emplea con frecuencia para obtener las propiedades deseadas de color, durabilidad superficial y comportamiento frente al fuego. Sin embargo, típicamente, las propiedades acústicas y la cortabilidad disminuyen algo una vez se ha añadido el revestimiento.

En la práctica, ha sido normal añadir cargas a los revestimientos para dar propiedades de color, durabilidad superficial y eficacia frente al fuego. Sin embargo, una gran cantidad de cargas (por ejemplo, 40% o más en peso) formará típicamente sobre la placa una superficie sellada semejante a un plato, lo cual es deseable para la durabilidad superficial pero que dañará las propiedades acústicas. Ellas también impiden que el revestimiento se sumerja en la placa y provoque que la pintura se desconche cuando se haga un corte. Las cargas también sirven para “ocultar” el color del sustrato (en muchas composiciones, el agente ligante no oculta por sí mismo al sustrato).

Inesperadamente, se ha descubierto que las composiciones de la presente invención consiguen una durabilidad superficial mejorada aunque se añada poca o ninguna carga, tales como los aditivos discutidos anteriormente, al revestimiento. Como se usa en la presente memoria, se pretende que la expresión “poca o ninguna carga” incluya composiciones que tengan menos que aproximadamente 15% de cargas, más preferiblemente menos que aproximadamente 1%, cantidad basada en el peso total de la composición. Idealmente, las composiciones de la invención no tienen sustancialmente ninguna carga. Puesto que no se añade ninguna carga o se añade poca, la viscosidad del revestimiento permanece baja y por lo tanto se permite que el revestimiento penetre y empape la placa. Según la presente invención, se ha observado que este efecto es más de un revestimiento diluido y poco espeso en lugar de un revestimiento conformado, “en placas”. En otras palabras, los revestimientos de la invención penetran en las estructuras porosas más que “forma placas” a través de la superficie, tal como formando placas a través de los orificios. Esto mantiene la “estructura abierta” de la superficie de la placa intacta y no disminuye las propiedades acústicas del sustrato (o del azulejo para techos). El revestimiento también da la suficiente “potencia de ocultamiento” para cubrir el color del sustrato tras la subsiguiente aplicación de un revestimiento acabado, tal como una pintura, incluso con pocas cargas o ninguna carga. Así, preferiblemente, el revestimiento puede ser de color transparente, que no afecte significativamente a la acústica tras curar, pero que aún proporcione suficiente efecto de revestimiento de modo que los revestimientos subsiguientemente aplicados de, por ejemplo, pinturas, puedan cubrir y ocultar el color del sustrajo.

Las composiciones de revestimiento de la invención tienen preferiblemente una baja viscosidad. En algunos aspectos, las composiciones de revestimiento de la invención tienen una viscosidad de 100 cps o menos, preferiblemente 50 cps o menos y mucho más preferiblemente 35 cps o menos, que se miden en un viscosímetro Brookfield usando un husillo del nº 1, a menos que se especifique lo contrario en un ejemplo específico, a una temperatura de 25ºC y una velocidad del husillo de 100 rpm a una profundidad estándar del husillo.

Se ha encontrado que el componente (A) forma un revestimiento transparente que permite que los subsiguientes revestimientos de acabado oculten el color del sustrato. Se ha demostrado que este es el caso con HERCOBOND 5100® como componente (A). También se ha encontrado que HERCOBOND 2000®, HERCOBOND 1000® y HERCOBOND 5100®, solos o en combinación unos con otros forman un revestimiento transparente que permite que los subsiguientes revestimientos de acabado oculten el color del sustrato.

En algunos aspectos, las composiciones de la invención proporcionan revestimientos en los que los valores L y b (L y b se han discutido en la anterior “sección de color”) no cambian sustancialmente después de la aplicación del revestimiento al sustrato seguido por el curado del revestimiento. Por “sustancialmente no cambian” con referencia a los valores de L y b, en la presente memoria se quiere decir que el valor de L cambia en menos que aproximadamente 5, preferiblemente menos que aproximadamente 1; y el valor de b cambia en menos que aproximadamente 1, preferiblemente menos que aproximadamente 0,1.

Ventajas

El espectro de propiedades inesperadamente superior proporcionado por las composiciones de la invención es más favorable que el que se esperaría fuera suministrado por cada componente, separadamente, particularmente a la vista del hecho de que la composición resultante exhiba aspectos positivos de cada uno de los componentes, mientras que no se exhiben ciertos aspectos negativos que serían de esperar por el uso de cada componente separadamente.

Para desarrollar la invención, se intentaron diferentes composiciones que incluyen composiciones del componente (A) tales como las composiciones basadas en poliamidoaminas (sin combinarse con un copolímero de un cloruro de alquilo y un polialqueno); e incluyendo composiciones del componente (B), tales como las basadas en emulsiones de copolímeros de un cloruro de alquilo y un polialqueno (sin combinarse con una poliamidoamina).

En particular, en experimentos que suponen tratar sustratos de materiales de construcción con composiciones que comprenden los componentes (A) o (B) se ha encontrado que las composiciones basadas en emulsiones de copolímeros de un cloruro de alquilo y alquenos, tales como copolímeros de cloruro de vinilo y etileno, proporcionan una muy buena cortabilidad y no producen descamación o desconchado; sin embargo, estas composiciones no consiguieron el color de acabado deseado en aplicaciones de azulejos para techos (por ejemplo, no se distinguieron de la capa de revestimiento de imprimación, es decir, no ocultaron el color del sustrato). Similarmente, las composiciones basadas en poliamidoaminas proporcionaron una muy buena durabilidad frente al rayado y un muy buen color de acabado, pero dieron malos resultados con respecto al corte o al descamado. Se esperaba que estos aspectos malos o negativos de los componentes individuales fueran retenidos por la composición combinada. Sin embargo, al contrario que las expectativas, no se exhibieron estos malos aspectos, sino que se retuvieron los aspectos deseables.

Revestimientos de imprimación

Las composiciones de la invención tienen particular utilidad como revestimientos de imprimación, tales como los revestimientos que se aplican a un sustrato recién fabricado. Los sustratos revestidos con capas de imprimación pueden posteriormente pintarse o revestirse más, antes de o después de su instalación.

Aplicación de la composición

Las composiciones de la invención pueden aplicarse a sustratos de cualquier forma adecuada, tal como mediante un equipo de revestimiento, que incluyen la pulverización, el cepillado, la aplicación con rodillos y semejantes. Los expertos en la técnica pueden seleccionar fácilmente un sistema de aplicación adecuado. Para materiales de construcción en general y azulejos para techos en particular, los sustratos pueden revestirse preferiblemente por pulverización. Las composiciones de la invención pueden aplicarse en cualquier cantidad adecuada para la aplicación particular. Para azulejos para techos, se ha encontrado que son adecuadas cantidades en un intervalo de aproximadamente 54 a aproximadamente 540 gramos de composición/m^{2}, preferiblemente cantidades de aproximadamente 108 a aproximadamente 431 g/m^{2}, más preferiblemente aproximadamente 161 a aproximadamente 269 g/m^{2}. Se ha encontrado 216 gramos de composición de revestimiento por metro cuadrado de sustrato es una cantidad particularmente adecuada de aplicación según la invención.

Después de la aplicación del sustrato, las composiciones de la invención pueden someterse preferiblemente a un secado y curado acelerado. Para curar el revestimiento puede emplearse cualquier dispositivo de secado adecuado. El único requerimiento es que se elimine el agua para que se produzca el curado. El sustrato revestido puede secarse en un horno de secado a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 177 a aproximadamente 238ºC, preferiblemente de aproximadamente 177 a aproximadamente 232ºC. Se ha encontrado que es particularmente adecuada una temperatura de aproximadamente 232ºC. Alternativamente, se pueden emplear alternativas tales como lámparas térmicas sin el uso de hornos de secado especializados, o además de los mismos.

Las composiciones de la invención exhiben estabilidad en el tiempo. Así, las composiciones de la invención no gelifican cuando se almacenan a temperatura ambiente (20ºC) en un recipiente sellado, cerrado, durante un período de al menos aproximadamente 2 semanas; preferiblemente al menos aproximadamente 1 mes.

Usos de la composición diferentes a una composición de revestimiento

La composición de la presente invención también puede usarse como agente ligante, por ejemplo, para adherir pigmentos en la formación de revestimientos en la superficie de papeles. Además, el uso de los agentes ligantes también proporciona una fuerza cohesiva al pigmento.

Preferiblemente, cuando se usa como agente ligante, la composición de la presente invención es una emulsión y tiene una relación de componente (A) a componente (B) de preferiblemente aproximadamente 5:1 a aproximadamente 1:5, más preferiblemente de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:1, y mucho más preferiblemente de aproximadamente 1,69:1.

El pH de la emulsión es preferiblemente mayor que aproximadamente 3, más preferiblemente mayor que aproximadamente 6, y mucho más preferiblemente mayor que aproximadamente 7,5.

Sin más elaboración, se cree que, usando la descripción precedente, un experto en la técnica puede utilizar la presente invención en su extensión más completa.

Por lo tanto, las siguientes realizaciones específicas preferidas son para que se interpreten como meramente ilustrativas, y no limitativas de lo que resta de la memoria descriptiva de cualquier forma que se considere. En los siguientes ejemplos, todas las temperaturas se dan en grados Celsius sin corregir; a menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes son en peso.

Ejemplos

Los siguientes experimentos se llevan a cabo en un esfuerzo de: (1) mejorar las características de los materiales de construcción, en particular la resistencia a la penetración del agua; (2) mejorar las propiedades de tableros con fibras orientadas; (3) mejorar las propiedades ligantes y de resistencia adhesiva de los revestimientos de papel; (4) eficacia de ensayo de diferentes látex que podrían usarse en la composición de la presente invención; y (5) mejorar los revestimientos metálicos. Los procedimientos de ensayo de todos los ensayos referenciados en esta memoria descriptiva también se ponen de manifiesto, siguiendo el informe de los datos resultantes, al final de los siguientes ejemplos.

Los ensayos se realizaron con placas formadas según los procedimientos para fabricar placas (azulejos) para techos. En tales ensayos, los revestimientos de la invención, en forma de un revestimiento de imprimación, se añadieron al sustrato, seguidos por dos capas de revestimiento de revestimiento de acabado y el ensayo subsiguiente. El revestimiento de imprimación se añade después que haya sido texturizado o diseñado. Esta textura puede quitarse fácilmente de modo que se añada y evalúe un revestimiento de imprimación, lo cual proporciona una indicación fiable del funcionamiento del azulejo revestido en mercados/instalaciones típicas.

Los siguientes experimentos se llevan a cabo en un esfuerzo de mejorar las características de los materiales de construcción, en particular, la durabilidad superficial y la cortabilidad. Los procedimientos de ensayo de todos los ensayos referenciados en esta memoria descriptiva también se ponen de manifiesto tras el informe de los datos resultantes, al final de los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1 Evaluación de formulaciones que contienen diferentes polímeros y látex

Este ejemplo se dirige a las muestras 1-11 mostradas más adelante en la tabla 1. Específicamente, este ejemplo ilustra propiedades de las muestras 1-9 que contienen diferentes látex, y las muestras 10 y 11 que contienen polímeros diferentes.

Las muestras 1-9 se preparan como sigue

Para las muestras 1-9, se prepara un litro de emulsión añadiendo 42,2 g secos de resina para aumentar la resistencia en estado húmedo KYMENE® 557H (obtenida de Hercules Incorporated, Wilmington, DE) a 25 g secos de látex con agitación mecánica. Se añaden 62,5 g de agua desmineralizada a la emulsión para dar una dispersión blanca opaca ligeramente azul. A continuación, se permite que la dispersión se mantenga en agitación durante 15 minutos a temperatura ambiente.

Las muestras 10 y 11 se preparan como sigue

La muestra 10 se prepara usando los procedimientos para preparar las muestras 1-9 con la excepción de que se usa Reten® 201 (polímero de dimetilamina-epiclorhidrina) obtenido de Hercules Incorporated, Delaware.

La muestra 11 se prepara usando los procedimientos para preparar la muestra 10 con la excepción de que se usa Reten® 203 (poliDADMAC (cloruro de dialildimetilamonio)) obtenido de Hercules Incorporated, Delaware.

Inicialmente se mide la viscosidad Brookfield de cada muestra y, a continuación, se mide de nuevo después de una semana (el día octavo) usando el viscosímetro Brookfield programable LV DV-II y el husillo nº 2 a 60 rpm y 25ºC. La viscosidad de cada muestra se registra en la tabla 1.

También se observan inicialmente la dispersión y el color de cada muestra y, a continuación, se observan de nuevo visualmente después de una semana (el día octavo) y se registran en la tabla 1.

Aplicación y observaciones generales para aluminio y madera

En un rodillo de pintar de 10,2 cm x 1,3 cm se absorbe una parte alícuota de 20 g de la emulsión de cada una de las muestras 1-11 (preparadas como se discutió anteriormente) y se aplica a 11 trozos de aluminio y 11 trozos de madera a razón de 20,88 g por metro cuadrado.

Los trozos de aluminio y de madera se curan a continuación durante 5 minutos a 150ºC. Los resultados se muestran más adelante en la tabla 1.

TABLA 1 Evaluación en formulación de los componentes (A) y (B)

2

Como se muestra en la tabla 1, para producir la composición de la presente invención pueden usarse diferentes látex. En particular, con excepción de la muestra 6, todas las muestras proporcionan una dispersión estable y forman películas.

Ejemplo 2 Aplicación y observaciones generales para el uso de la composición como agente ligante

Este ejemplo ilustra que la composición de la presente invención tiene excelentes propiedades ligantes en comparación con las composiciones ligantes convencionales de la técnica.

Composición de la presente invención

Se prepara un litro de emulsión añadiendo 42,2 g secos de resina que aumenta la resistencia en estado húmedo HERCOBOND® 5100 (obtenida de Hercules Incorporated, Wilmington, DE) a 25 g secos de SBR DOW® 620 (obtenido de Dow Chemical Company, Midland, MI) con agitación mecánica. Se añaden 62,5 g de agua desmineralizada a la emulsión para dar una dispersión blanca opaca ligeramente azul. A continuación, se permite que la dispersión se mantenga en agitación durante 15 minutos a temperatura ambiente.

El producto final tiene un contenido de sólidos totales de 14,6%.

Composición testigo (Composición de composición ligante convencional)

Se prepara una formulación de revestimiento testigo añadiendo 0,1 partes de dispersante poli(acrilato de sodio) (0,5 g) (Dispel N40 obtenido de Allied Colloids, Suffolk, VA) a 102 g de agua con agitación. Se añaden 100 partes de carbonato de calcio (obtenido de Omya Inc., Florencia, VT), seguidos por la adición de 10 partes de una composición testigo (que contienen un litro de la emulsión preparada como se describió anteriormente (usando HERCOBOND® 5100 y DOW® 620) con una velocidad de agitación reducida. Se añaden 0,3 partes de carboximetilcelulosa (CMC 9M31 obtenida de Hercules Incorporated, Wilmington, DE) y la mezcla se agita durante varias horas.

Se midió la viscosidad Brookfield tanto de la mezcla de revestimiento que contenía la composición de la presente invención como de la mezcla que contenía la composición testigo usando un viscosímetro Brookfield (que es un producto de Brookfield Engineering, Stoughton, MA) usando un husillo del nº 5 a 100 rpm.

La viscosidad Brookfield de la mezcla de revestimiento que contiene la composición de la presente invención es 234 cps. La viscosidad Brookfield de la mezcla de revestimiento que contiene la composición de la muestra testigo es 214 cps.

Se colocan tres gotas de la mezcla de revestimiento que contiene la composición de la presente invención sobre un primer trozo de placa blanqueada. Para cubrir el primer trozo de placa blanqueada se usa un segundo trozo de placa blanqueada para crear una estructura tipo emparedado. Sobre la estructura se colocan 2,27 kg durante aproximadamente 18 horas a temperatura ambiente.

Se colocan tres gotas de la mezcla de revestimiento que contiene la muestra testigo sobre un primer trozo de placa blanqueada. Para cubrir el primer trozo de placa blanqueada se usa un segundo trozo de placa blanqueada para crear una estructura tipo emparedado. Sobre la estructura se colocan 2,27 kg durante aproximadamente 18 horas a temperatura ambiente.

Ambas estructuras tipo emparedado anteriormente preparadas se separan a continuación manualmente. La estructura hecha con la composición de la presente invención requiere más fuerza para separarla. La estructura con la composición testigo se separa fácilmente y tiene una película seca frágil. En contraste, la estructura con la composición de la presente invención tiene excelentes propiedades adhesivas. Además, la película formada por la composición de la presente invención no se seca totalmente y así tiene propiedades de retención de agua.

Ejemplo 3 Aplicación y observaciones generales para uso como un revestimiento de conversión para metales

Este ejemplo se dirige a las muestras 1-8 de la tabla 2 de más adelante e ilustra el comportamiento y la durabilidad física de paneles metálicos pintados tras la pulverización con sales neutras (NSS).

Cada una de las muestras 1-5 se prepara como sigue

Se prepara un litro de emulsión añadiendo 42,2 g secos de resina para aumentar la resistencia en estado húmedo KYMENE® 557H (obtenida de Hercules Incorporated, Wilmington, DE) a 25 g secos de Airflex® 4530 con agitación mecánica. Se añaden 62,5 g de agua desmineralizada a la emulsión para dar una dispersión blanca opaca ligeramente azul. A continuación, se permite que la dispersión se mantenga en agitación durante 15 minutos a temperatura ambiente.

La dispersión tiene un contenido total de sólidos de 14,6%, un pH de 4,5 a 5,0, y una viscosidad Brookfield de 28 centipoises a 25ºC. (La viscosidad Brookfield se mide usando un viscosímetro Brookfield programable LV DV-II y el husillo del viscosímetro nº 2, a 60 rpm y 25ºC).

Para cada una de las muestras 1-5, a la dispersión (preparada como se describió anteriormente) se añade 0,30 por ciento en peso de ácido fluocircónico (obtenido de Allied Signal). La cantidad de la dispersión usada para preparar cada una de las muestras 1-5 es: 0,7% en peso, 3,4% en peso, 6,75% en peso, 33,8% en peso y 84,5% en peso (respectivamente).

Muestras 6-8

La muestra 6 contiene 0,30% en volumen de ácido fluocircónico.

La muestra 7 contiene 10% en volumen de Permatreat 1500 que es una composición para el tratamiento de enjuagado sin cromo obtenida de BetzDearborn.

La muestra 8 tiene 15% en volumen de Permatreat 1021B que es una composición de tratamiento sin cromo obtenida de BetzDearborn.

Los paneles metálicos galvanizados por inmersión en caliente se obtienen de ACT Corp y se limpian con BetzDearborn KL4010, una composición limpiadora alcalina comercial disponible en BetzDearborn. Los paneles metálicos se enjuagan con agua desionizada durante 5 segundos, y subsiguientemente se revisten con muestras 1-8 por aplicación de un revestimiento giratorio seguido por secado con aire forzado. Para cada muestra se revisten paneles por duplicado. Los paneles tratados se pintan con una pintura de dos capas de revestimiento típicamente usada en aplicaciones para serpentines, disponible en Akzo-Nobel. Se aplica el revestimiento de imprimación y el revestimiento de acabado y se cura según las especificaciones del fabricante.

Los paneles metálicos revestidos sufren a continuación el ensayo NSS, el ensayo de flexión en T, el ensayo de rayado cruzado, el ensayo de impacto en el dorso y el ensayo de doble restregamiento en metil etil cetona (MEK). Se observaron los paneles metálicos y los resultados se muestran en las tablas 2 (NSS) y 3 (otros datos de ensayo).

Los resultados de pulverización con sales neutras se dan en la tabla 2 como trazado, campo. Además, la tabla 2 indica “/” para los resultados de paneles metálicos duplicados revestidos con cada muestra (como se muestra en la columna 5 de la tabla 2). Los resultados son para paneles duplicados y se evalúan según la norma ASTM D-1654 (siendo 10 perfecto); los datos del ensayo de flexión en T describen la tendencia de la pintura a desadherirse por una flexión de 180º del metal, medidos según la norma ASTM D4145-83 (en la que 0T es perfecto); los datos del ensayo de rayado cruzado describen la tendencia a desadherirse de áreas entre líneas próximamente espaciadas a lo largo de la pintura. El ensayo se hace en seco según la norma ASTM D3359 (de una escala de 0B a 5B, en la que 5B es perfecto); los datos del ensayo de impacto en el dorso describen la tendencia de la pintura a desadherirse del metal deformado por un impacto de momento conocido en el dorso de la superficie de ensayo según la norma ASTM D2794; los datos de restregamiento en MEK describen si la pintura se cura adecuadamente y el ensayo se describe en National Coil Coaters´Association (NCCA), método II-18.

TABLA 2 Datos NSS para paneles pintados

Muestra	336 h	500 h	672 h	840 h	1000 h
1	9,9	9,9	7,9	9,7(4)	7/7, 5/7
2	9,9	9,9	8,9	8,8(6)	8/8, 8/7
3	10,10	9,10	8,9	7,9	9/9, 9/8
4	9,10	9,10	8,8	9,9	7/9, 8/7
5	8,10	7,9	8,9	6,9	5/5, 8/9
6	10,10	9,10	9,9	9,9	7/4, 5/8
7	10,10	9,10	9,10	9,9	9/9, 9/8
8	10,10	9,10	9,9	10,10	9/9, 9/8

TABLA 3 Durabilidad física

Muestra	Flexión en T	Rayado cruzado	Impacto en el dorso (cm/kg)	Restregamientos con MEK
1	0T	5B	896	100+
2	0T	5B	896	100+
3	0T	5B	896	100+
4	0T	5B	896	100+
6	1T	5B	896	100+
7	0T	5B	896	100+
8	1T	5B	896	100+

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Ejemplo 4 Aplicación y observaciones generales para uso como revestimiento de conversión para metales

Este ejemplo se dirige a las muestras 1-4 y 6-8 mostradas más adelante en la tabla 4. El procedimiento para preparar las muestras 1-4 es el mismo que para las muestras 1-4 del ejemplo 3 con la excepción de que se usa 0,45% en peso de ácido fluocircónico. Las muestras 6-8 se preparan usando los mismos procedimientos que para preparar las muestras 6-8 del ejemplo 3. Los datos de la tabla 4 son para una pintura negra de poliéster con una sola capa de revestimiento obtenida en PPG.

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TABLA 4

Muestra	Ensayo de	Ensayo de	Ensayo de	Restregamientos	1000 h de pulverización
	flexión en	rayado cruzado	impacto en el	con MEK (NCCA	con sal neutra
	T (ASTM	(ASTM D3359)	dorso (cm/kg,	II-18)	(ASTM B171654)
	D4145-83)		ASTM D2794)
1	0T	5B	896	95+	1,1, - -/- -
2	0T	5B	896	100+	0, 0
3	0T	5B	896	100+	- -, - -
4	0T	5B	896	100+	5/5, 7/4
6	2T	5B	896	44	2/2, 6/6
7	0T	5B	896	100+	7/7, 9/9
8	1T	5B	896	100+	3/4, 9/8
* \begin{minipage}[t]{150mm}Los resultados de pulverización con sal neutra se dan como trazado, campo; "- -" denota una muestra que se categoriza por debajo de 2; y "/" denota resultados de paneles duplicados.\end{minipage}

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Ejemplo 5 Evaluación de materiales potenciales para capas de revestimientos preliminares

Se evaluaron los siguientes materiales:

KYMENE 557H® (disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

KYMENE 450® (disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

HERCOBOND 1000® (disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

HERCOBOND 2000® (disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

HERCOBOND 5100® (disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

PICCONAL AA101® (resina termoplástica disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

PICCOTAC 95-55wk® (resina termoplástica disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

TACCOLYN 5001® (resina termoplástica disponible en Hercules Incorporated, Wilmington, DE).

AIRFLEX 4530® (disponible en Air Products and Chemicals, Allentown, PA).

AIRFLEX 320® (disponible en Air Products and Chemicals, Allentown, PA).

FLEXBOND 325® (disponible en Air Products and Chemicals, Allentown, PA).

CHARTWELL® B523.6WH (como aditivo, disponible en Chartwell, International, Attleboro Falls, MASS).

HYCAR 26256 (disponible en BF Goodrich, OHIO).

AZC (carbonato de amonio y circonio, de Hopton Technologies, Albany, OR).

LUCIDENE® 243 (disponible en Morton International, Chicago, IL).

LUCIDENE® 245 (disponible en Morton International, Chicago, IL).

MORKOTE® 1725 (disponible en Morton International, Chicago, IL).

TRITON X-100 (disponible en Union Carbide Chemicals and Plastics Company, Incorporated, Danbury, Connecticut).

El ensayo de los diferentes materiales se realizó con placas que se tomaron de la cadena de producción antes de que la superficie se pintara con lo que fuera pero después de ser texturizadas o diseñadas. La calidad usada para los ensayos fue la calidad estándar, SAG de 1,8 cm de espesor de la planta de Armstrong World Industries Beaver Falls. A continuación, las placas se pulverizaron a mano usando los compuestos químicos de la lista anterior como se describe más adelante en la tabla 5. Después de pulverizar, las placas se pusieron en un secadero de fabricación para secar el revestimiento (intervalo de temperatura del horno 204-238ºC). A continuación, las placas se acabaron con 2 capas de revestimiento de pintura de acabado (pintura estándar basada en agua con un contenido de sólidos de aproximadamente 48% en peso, para el acabado de azulejos para techos) y se secaron en el horno a una temperatura en el intervalo de 204-238ºC, y se pusieron aparte para ensayarlas.

El ensayo se dirigió a tres parámetros para clasificar los productos. Son: el ensayo de resistencia al rayado usando el rastrillo de HESS (también denominado rastrillo de dedos), el ensayo de resistencia al corte con una navaja de afeitar y el color. Los ensayos de corte y resistencia al rayado son algo subjetivos pero dan una muy buena sensación de cómo comprar los diferentes productos. Los resultados se ponen de manifiesto más adelante en la tabla 5.

TABLA 5

3

4

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En la tabla 5 anterior, se realizaron cuatro series de ensayos (A-D); realizándose cada serie durante una sesión de ensayo diferente. La primera serie, A, se llevó a cabo para evaluar cómo se cortaba el material (distinto del “ensayo de cortabilidad” discutido en otro lugar de la presente memoria) y para evaluar la probeta en términos del ensayo del rastrillo de HESS.

El ensayo del color se inició más tarde, sólo después que los ensayos iniciales mostraran buenos resultados de resistencia. En los ensayos iniciales, aunque no se reflejan en la tabla, la desviación del color no fue aceptable (por ejemplo, para L un valor de \pm 5 fuera del patrón deseado y para b un valor de \pm 1 fuera del patrón deseado), mostrando una mala reflexión de la luz y color amarillo. Los resultados de los ensayos se interpretaron como sigue: ensayo de resistencia al rayado (ensayo del rastrillo de Hess) – cuanto mayor el número mejor. Ensayo de resistencia al corte – cuanto mayor el número mejor, siendo 5 el mejor de la serie y siendo 5 esencialmente ningún desconchado por metro cuadrado, siendo 4, 1550 ó 3100 desconchados por metro cuadrado. Con respecto al color, el objetivo es conseguir un valor blanco de: L de aproximadamente 92 a aproximadamente 93; b de aproximadamente 1,6 a aproximadamente 2,4, después de la aplicación de los revestimientos de acabado (esto es, después de de la aplicación de los revestimientos de acabado sobre o encima de los revestimientos de la invención).

Los datos anteriores demuestran que la capa de revestimiento preliminar AIRFLEX (fórmula A2) proporcionó los mejores índices de resistencia al rayado y al corte pero no optimizó la capacidad del revestimiento de acabado de ocultar el color del sustrato cuando el revestimiento de acabado se aplicó sobre el revestimiento de la invención. El compuesto HERCOBOND 5100® (fórmula C9) dio unos buenos índices de resistencia al rayado y de color. Los resultados más prometedores incluyen los de una relación en peso de 75% de HERCOBOND 5100® y 11% de AIRFLEX 453®, siendo lo restante agua y tensioactivo (fórmula D2, por ejemplo).

Ciertas resinas probadas fallaron debido a la elevada temperatura usada en los hornos, las cuales oscurecieron las placas y el revestimiento de imprimación hasta el punto en el que dos capas de revestimiento de pintura de acabado no pudieron ocultarlo. Adicionalmente, ciertas resinas fueron demasiado frágiles después del secado para conseguir los objetivos dados. La resina KYMENE 450® también tuvo problemas de color, y tampoco se comportó respecto a la resistencia. La resina HERCOBOND 2000® dio buenos resultados sobre la placa excepto respecto a la resistencia al corte, pero fue difícil pulverizar el producto sobre la placa. Sería de esperar que esta propiedad fuera extremadamente indeseable desde el punto de vista del operador de pulverización. La resina HERCOBOND 1000 dio buenos resultados excepto respecto a la resistencia al corte.

Ejemplo 6

Lo que sigue ilustra cómo el revestimiento de la invención imparte dos tipos de durabilidad mejorada al producto azulejo para techos: durabilidad superficial mejorada y características mejoradas de adhesión/resistencia al corte/resistencia a la descamación. La durabilidad superficial se mide mediante los ensayos de resistencia al rayado con rastrillo de Hess/dedos (BF.5), abrasión Taber (A7), resistencia al restregado (BS.10) y dureza con bola (BH.0).

Estos ensayos estimulan el movimiento repetitivo de los azulejos para techos que se separan de la rejilla de suspensión para tener acceso a los sistemas de calefacción, de ventilación y eléctrico, y a las cañerías. La adhesión/resistencia al corte/resistencia a la descamación se mide mediante el ensayo de cortabilidad o el ensayo de cinta de 15,24 cm, anteriormente discutidos.

Como se muestra en el ejemplo 5, los revestimientos de l invención se desarrollaron a partir de sistemas de revestimiento que se mostraron prometedores en los ensayos de laboratorio. Uno de los tipos de revestimiento (A2) fue una disolución penetrante diluida de AIRFLEX 4530®, agua y TRITON X-100®. Como se mostró en el ejemplo 5, este revestimiento proporcionó una buena durabilidad superficial y resistencia al corte, pero malos índices de color (valores L y b). Otro revestimiento fue HERCOBOND 5100® no diluido. Este revestimiento proporcionó una buena durabilidad superficial y un buen índice de color pero características de resistencia al corte peores. Entonces, se combinaron las dos químicas diferentes. Se encontró que a una relación en peso de 75% de HERCOBOND 5100® y 11% de AIRFLEX 4530® (siendo lo restante tensioactivo y agua, fórmula D2) se consiguieron la durabilidad superficial, la cortabilidad y los índices de color óptimos.

Los datos de más adelante son para muestras de revestimientos de la invención que se revistieron con un revestimiento de imprimación en condiciones de laboratorio y se acabaron en condiciones de fabricación normales (es decir, en la planta comercial de Armstrong World Industries Beaver Falls). El material seco y lijado del extremo húmedo se cortó en muestras de 61 cm x 61 cm y a continuación, después de diseñarse, se pulverizó a mano con 215 g/m^{2} del revestimiento. El revestimiento se aplicó en lugar de un revestimiento de imprimación normal. Las placas se secaron a continuación en horno de fabricación a 204-238ºC y se revistieron en línea como era normal con dos capas de revestimiento de pintura de acabado. Los resultados se ponen de manifiesto en la tabla 6.

TABLA 6

	Revestimiento de imprimación	Revestimiento de ensayo^{2}
	testigo^{1}
Ensayo del rastrillo de Hess	406,4	508
Cortabilidad	16,7	3,3
Fuego en pequeña escala (ensayo del	Pasa	Pasa
anillo)
Pérdida tras la ignición	Pasa	Pasa
Volátiles	Pasa	Pasa
Densidad	Pasa	Pasa
1) Airflex 4530® 10,8% en peso; agua 52,3% en peso; Cargas (arcilla) 36,9%.
2) \begin{minipage}[t]{155mm}Hercobond 5100\registrado 75% en peso; Airflex 4530\registrado 11,11% en peso; Triton X-100\registrado 0,06% en peso; agua 13,83% en peso.\end{minipage}

A continuación, las muestras se ensayaron adicionalmente por personal diferente. Los resultados se ponen de manifiesto en la tabla 7.

TABLA 7

	Revestimiento de imprimación	Revestimiento de ensayo^{2}
	normal^{1}
abrasión Taber	0,7078	0,0280
Ensayo del rastrillo de Hess	304,8	406,4
Resistencia al restregado	6	10
Dureza con bola	68	71
1) Airflex 4530® 10,8% en peso; agua 52,3% en peso; Cargas (arcilla) 36,9%.
2) \begin{minipage}[t]{155mm}Hercobond 5100\registrado 75% en peso; Airflex 4530\registrado 11,11% en peso; Triton X-100\registrado 0,06% en peso; agua 13,83% en peso.\end{minipage}

Ejemplo 7

El siguiente ejemplo ilustra el escalado para un estudio de capacidad. Para este ensayo, el revestimiento se usó en lugar de una pintura convencional de imprimación en una cadena de producción. El revestimiento se pulverizó sobre la placa y se secó en línea, y a continuación se acabó como era normal en la cadena de fabricación. La formulación de revestimiento fue la misma que en los ensayos a escala de laboratorio - HERCOBOND 5100® 75%; AIRFLEX 4530® 11,11% en peso; TRITON X-100® 0,06% y agua 13,83%. Las tasas de aplicación fueron como sigue:

Material de ensayo - 215 g/m^{2} de revestimiento de la invención, preparado mezclando a temperatura ambiente en un mezclador de 570 L los componentes de fórmula D2 para constituir un total de 380 L, 517 g/m^{2} de pintura de acabado.

Material testigo - 215 g/m^{2} de pintura de imprimación, 463 g/m^{2} de pintura de acabado.

Como se indica en la tabla 8, de nuevo se consiguieron una durabilidad superficial y una cortabilidad mejoradas.

TABLA 8

	Material testigo^{1}	Material de ensayo^{2}
Abrasión Taber	0,0347	0,0251
Ensayo del rastrillo de Hess	304,8	406,4
Dureza con bola	82,0	79,2
Resistencia al restregado	63	87
Cortabilidad	7,5	0,8
1) Airflex 4530® 10,8% en peso; agua 52,3% en peso; Cargas (arcilla) 36,9%.
2) \begin{minipage}[t]{155mm}Hercobond 5100\registrado 75% en peso; Airflex 4530\registrado 11,11% en peso; Triton X-100\registrado 0,06% en peso; agua 13,83% en peso.\end{minipage}

Ejemplo 8

Este ejemplo ilustra que los revestimientos de la invención pueden aplicarse a un sustrato fibroso del tipo poroso (tal como un azulejo para techos) y que imparte propiedades de durabilidad a ese sustrato sin obturarlo, sin pérdida de las propiedades porosas (tales como las acústicas) o sin desvirtuar las estéticas, mientras que aún mantiene un comportamiento frente al fuego Clase A, y tampoco impacta indeseablemente en el comportamiento del azulejo frente al combamiento. Las propiedades acústicas se midieron los ensayos CAC (AL20), NRC (AL10) y AC (AL60), mientras que las propiedades frente al fuego se midieron mediante el ensayo de túnel 30/30 (A5.21). Los resultados se ponen de manifiesto en la tabla 9.

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TABLA 9

	Material testigo^{1}	Material de ensayo^{2}
NRC (media de cuatro frecuencias)	0,75 (0,755)	0,75 (0,755)
CAC	36	36
AC (OPL)	180	170
Velocidad de propagación de la llama	11,5	17,3
Combamiento	-1905 \mum	-1346 \mum
1) Airflex 4530® 10,8% en peso; agua 52,3% en peso; Cargas 36,9%.
2) \begin{minipage}[t]{155mm}Hercobond 5100\registrado 75% en peso; Airflex 4530\registrado 11,11% en peso; Triton X-100\registrado 0,06% en peso; agua 13,83% en peso.\end{minipage}

Sin pretender ligarse a la teoría, se cree que estos valores se consiguen debido a la baja concentración de sólidos en los revestimientos, junto con la capacidad reticulante de HERCOBOND 5100® bajo la acción del calor. El bajo contenido de sólidos permite que el revestimiento empape al sustrato dando una buena adhesión/cortabilidad, sin afectar a las propiedades acústicas del material. La resina HERCOBOND 5100® sola reticula consigo misma bajo la acción del calor para formar una capa rígida durable. Se cree que añadiendo al revestimiento una pequeña cantidad de un agente modificador, tal como AIRFLEX 4530®, se enmascara la cantidad de agente reticulante HERCOBOND 5100®, proporcionando flexibilidad y mejores propiedades de corte/descamación. Las propiedades físicas de revestimientos representativos se ponen de manifiesto en la tabla 10:

TABLA 10

Pérdida tras la ignición	100%
Porcentaje de sólidos	15,6%
Porcentaje de volátiles	84,4%
Peso por litro	0,94 kg
Densidad	0,94

Ejemplo 9 Ensayo de flexibilidad

Se preparó una composición de la invención (D2 en la tabla 5). Se vertieron 50 g de la composición en la superficie interior del fondo de un recipiente de aluminio para empanadas (diámetro 22,9 cm). A continuación, el recipiente para empanadas se colocó en un horno de secado durante un período de tiempo suficiente para eliminar toda la humedad de agua a esa temperatura (aproximadamente 3 horas). El revestimiento curado resultante en el fondo del recipiente tenía un espesor de aproximadamente 127-254 \mum y estaba firmemente adherido al fondo del recipiente.

A continuación, el recipiente con el revestimiento adherido al mismo se dobló hacia atrás sobre sí misma de modo que la curvatura en el fondo del recipiente tuviera un ángulo global de sustancialmente aproximadamente 180º. A esta extensión de flexión el revestimiento aún no se había deslaminado o de cualquier otra forma separado del recipiente, y el revestimiento no exhibió sustancialmente ninguna fisura visible. A continuación, el recipiente se volvió a aplanar y el doblamiento se continuó hasta que el recipiente estuvo de nuevo doblado 180º respecto a la configuración plana, en dirección opuesta a la de la primera flexión a 180º (así, combinando ambos doblamientos, el recorrido total fue sustancialmente de 360º). De nuevo, el revestimiento aún no se había deslaminado o de cualquier otra forma separado del recipiente, y el revestimiento no exhibió sustancialmente ninguna fisura visible.

Fue posible cortar el revestimiento con una cuchilla y separar los trozos cortados de lo que quedaba en el recipiente realizando palanca sobre el revestimiento con la cuchilla.

Procedimientos estándar de ensayo usados en los ejemplos Absorción del sonido en una habitación con reverberación (A110)

Referencias: ANSI/ASTM C 423-90a, E 122, E 548, E 795; Estándar ANSI S 1.6, S 1.26, S 1.11, ISO R 354-1963.

Fin: Determinar la capacidad de una probeta de ensayo de absorber el sonido en un ambiente controlado de laboratorio y en un ambiente reverberante y difuso.

Preparación de la muestra: Empléese suficiente material para al menos una instalación en el techo de 2,4 m x 2,4 m. Los materiales de pared deben estar en la cantidad suficiente para instalarlos en un área de 2,3 m x 2,7 m cuando las muestras sean de 76 cm de ancho o un área de 2,4 x 2,7 m^{2} cuando las muestras sean de 61 cm de ancho. Para este ensayo no se han de emplear muestras más pequeñas que 4,3 m^{2}.

Parámetros de ensayo: El tipo de montaje(s) empleados(s) debe(n) ser consistentes entre muestras. Pueden emplearse los siguientes sistemas de montaje en tanto y cuanto sean consistentes entre las muestras que se preparen:

Montaje E-400 - muestra 40,6 cm detrás de un espacio de aire

Resultados: NRC (coeficiente de reducción del ruido) que es el índice único determinado promediando los coeficientes de absorción a 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz y 2000 Hz y redondeando al valor más próximo a 0,5. Los coeficientes de absorción a intervalos de 1/3 de octava entre 100 Hz y 5000 Hz. Cuando la probeta son varios objetos, tales como tamices o deflectores sueltos, los resultados se dan en Sabius por unidad.

Pérdida de transmisión entre dos habitaciones (A120)

Referencias: Designación ASTM : E 1414-91a, C 423, C634, C 636, E 90, E 336, E 413, E 548, E 717; Estándar AINSI S 1.11-1986; AMA 1-II-1967.

Fin: Medir la atenuación del sonido proporcionada por un techo suspendido en presencia de un espacio pleno continuo en condiciones prescritas de laboratorio.

Preparación de la muestra: suficiente material para instalar en dos habitaciones de ensayo de aproximadamente; 39,6 m^{2} para placas de 2 x 2; 41,6 m^{2} para placas de 2 x 4; 37,5 metros cuadrados para placas de 600 x 600; 40,5 metros cuadrados para placas de 600 x 1200.

Parámetros de ensayo: El tipo de rejilla ha de ser consistente entre las muestras. Los tipos de rejilla estándar son: Barra en T de 2,38 cm; barra en T de 1,43 cm; ancho métrico y estrechamiento métrico; ranura acerrojada.

Resultados: Los valores de atenuación normalizados en cada banda de 1/3 de octava hasta el valor más próximo a 1 dB. Se da el número total de deficiencias a partir de la curva de criterios y el valor CAC calculado, obtenidos del ensayo.

Atenuación del sonido en plano abierto (A160)

Referencias: Designación ASTM: E 1111-88, E 1375-90, E 1376-90, C 423, C 634, E 795, E 1110, E 1130, E 1179, estándares ANSI S 1.4, S 1.6, S 1.11, S 1.12.

Fin: Medir objetivamente la capacidad de la probeta de atenuar el sonido en un espacio plano abierto.

Preparación de la muestra:

1.

Panel para mobiliario: la altura de la muestra debe ser al menos de 1,5 m y no mayor que 2,4 m. la anchura de la muestra debe ser al menos 2 veces la altura pero no mayor de 6,1 m de ancho. Los soportes de la muestra y los detalles de las uniones deben ser consistentes entre muestras.

2.

Acabados de las paredes: se requiere suficiente material para cubrir una superficie dura reflectante de 2,7 m de altura por 3,0 m de anchura. El método de montaje debe ser consistente entre muestras. Si es consistente entre muestras puede emplearse suficiente material de fibra de vidrio a instalar en el techo del espacio de ensayo hasta un espesor de 15,24 cm.

3.

Techos: se requiere una cantidad mínima de material para cubrir un área de 4,6 m por 9,1 m. En algunos casos puede requerirse un área de 6,1 m por 9,1 m.

Resultados: las atenuaciones interzonas se miden hasta la proximidad de 1dB para todas las posiciones y frecuencias examinadas. Se sarán los valores del grado de nitidez y de las atenuaciones interzonas normales.

Combamiento - Ciclo estándar (BS.5)

Referencias: nuevo método de suspensión.

Fin: determinar los efectos de la humedad, temperatura y gravedad sobre las características de deformación de los materiales para techos en una posición de instalación.

Preparación de las muestras: Empléense tres probetas de 61 cm x 122 cm; cuatro probetas de 61 cm x 122 cm para ensayar las superficies hacia arriba.

Parámetros de ensayo:

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Las placas se colocan mirando hacia abajo.

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Un ciclo consiste en 17 h @ 28ºC, 90% HR y 6 h @ 28ºC, 35% HR.

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Se mide inicialmente la desviación del punto central y después de cada segmento del ciclo.

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Típicamente, se realizan cuatro ciclos de combamiento por semana.

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Las placas pueden someterse a múltiples ciclos si son consistentes entre muestras.

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El ensayo de combamiento inverso (con la cara hacia arriba) está disponible si es consistente entre muestras.

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Tres determinaciones.

Tiempo estimado: tiempo transcurrido = 3 días

Resultados: lecturas (= 25,4 \mum) de la desviación inicial, en caliente-húmedo, final y datos vectores si se requiere un ensayo con caras hacia arriba. También pueden registrase los datos de HR a lo largo del ciclo.

Restregabilidad (BS.10)

Referencias: Estándar federal 141A, método 6142; MEP 138 R.1.

Fin: medir la resistencia de un revestimiento, tal como una pintura sobre un azulejo para techos, al lavado a mano por un consumidor.

Preparación de las muestras: sométase una probeta de 30,5 cm x 30,5 cm.

Parámetros de ensayo:

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La muestra se corta para adaptarla a la máquina de lavado en línea recta Gardner.

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Para restregar la placa se usa un cepillo de cerda dura.

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Para mantener la placa húmeda durante el ensayo se usa una disolución de jabón en escamas Ivory Flakes al 0,5%.

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Se registra el número de ciclos hasta el primer signo de ruptura.

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Se continúa el ensayo hasta un 50% de fallos ó 150 ciclos, lo que primera ocurra.

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Una determinación: probeta hexagonal de 43 cm de longitud x 18 cm de anchura.

Resultados: número de ciclos en la ruptura inicial, número total de ciclos y evaluación visual de la probeta mediante el siguiente sistema de evaluación.

Ninguna ruptura	= 0%	= A
Ligera	= 0-10%	= B
Moderada	= 10-25%	= C
Extensa	= 25-50%	= D
Muy extensa	= 50-100%	= E

Resistencia al rayado con el dedo (BF.5) (ensayo del rastrillo de Hess)

Referencias: TM 334.

Fin: determinar la durabilidad/resistencia al daño de sistemas de pinturas o de tratamientos superficiales aplicados a materiales para techos.

Preparación de las muestras: sométase una probeta de 6,4 cm x 20,3 cm.

Parámetros de ensayo:

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Se emplea un “rastrillo de Hess”, el cual comprende 5 púas o dedos de acero en forma de resorte generalmente configurados de manera semejante a un rastrillo. Cada púa tiene un espesor diferente, medido y dado en micras, y tiene un extremo redondeado y, en general, una sección transversal redondeada, y generalmente está conformada como un dedo. El rastrillo se suspende de un carril por encima de la muestra de modo que las puntas de las púas apenas toquen la muestra y, a continuación, el rastrillo se mueve a lo largo del carril de modo que las puntas de las púas sean arrastradas a lo largo de la superficie de la muestra con una ligera presión sobre la superficie.

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Se hacen observaciones respecto a la ruptura inicial de la pintura.

Resultados: el índice del ensayo del rastrillo de Hess es el dedo más delgado al que se produce la ruptura de la pintura (dado en las micras correspondientes al diámetro del dedo particular). Cuanto mayor el número, mejor.

Dureza - productos acústicos (BH. 10)

Referencias: ASTM C 367

Fin: determinar la capacidad de los paneles para techos de resistir la mella provocada por los impactos.

Preparación de las muestras: sométanse cinco probetas de 10,2 cm x 10,2 cm o una de 30,5 cm x 30,5 cm.

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Parámetros de ensayo:

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Se coloca una probeta en posición plana bajo el dispositivo penetrador de la máquina de ensayo (máquina universal de ensayos, Instron Corporation, Canton, Mass.)

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Se fuerza en el interior de la superficie de la probeta una bola de acero de 5,1 cm de diámetro hasta una profundidad de 0,64 cm a una velocidad de 0,25 cm/min.

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La carga en este punto se registra como la dureza de la probeta.

Resultados:

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Dureza (1b).

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NOTA: sólo se pueden comparar directamente las probetas del mismo espesor ya que la dureza varía con el espesor.

Ensayo de túnel 30-30 (AS.21)

Referencias: TM 179 R.4

Fin: determinar las características de propagación de la llama de los materiales.

Preparación de las muestras: sométanse tres probetas de 9,5 cm x 75,9 cm.

Parámetros de ensayo:

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La probeta se coloca boca abajo a un ángulo de 30 grados y se expone a la llama abierta de un mechero bunsen localizado en la cara inferior de la probeta de ensayo.

Tiempo transcurrido:

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Tempo transcurrido = 2 días.

Resultados: velocidad de propagación de la llama.

Ensayo de abrasión Taber

Referencias: TM 191.

Fin: obtener la resistencia de un material dado a la abrasión.

Preparación de las muestras: sométase un disco de 11,4 cm de diámetro; corte con troquel. Perforar un agujero de 0,64 cm de diámetro en el centro de materiales duros.

Parámetros de ensayo:

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Número de revoluciones (estándar = 1000 rev.).

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Peso (250, 500 ó 1000 gramos) (uniforme entre muestras).

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Tipo de muela abrasiva (uniforme entre muestras).

Tiempo transcurrido:

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Tiempo transcurrido = 15 min/material (basado en 1000 revoluciones).

Resultados: pérdida de peso (dada en gramos perdidos).

De la descripción precedente un experto en la técnica puede averiguar fácilmente las características esenciales de esta invención, y, sin apartarse de su alcance, puede realizar varios cambios y modificaciones de la invención para adaptarla a varios usos y condiciones.

Claims (8)

1. Una composición acuosa, que comprende:

(A)

al menos un polímero de poliamidoamina-epihalohidrina soluble en agua que al menos tiene un grupo funcional que experimenta una reacción de reticulación al calentar y/o secar la composición; y

(B)

al menos un material látex formador de película;

en la que la relación de (A) a (B) es de 5:1 a 1:1, basada en el peso seco de (A) y (B).

2. La composición según la reivindicación 1, en la que el grupo funcional del componente (A) comprende azetidinio.

3. La composición según la reivindicación 1 ó 2, en la que el material látex (B) es al menos un polímero derivado de un haluro de vinilo y de un alqueno.

4. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que además comprende un fluoácido.

5. La composición según la reivindicación 4, en la que el fluoácido se selecciona de al menos uno de ácido fluotitánico y ácido fluocircónico.

6. Un sustrato, revestido con la composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Un producto celulósico, un azulejo para techos, un producto no tejido, un agente de extensión tipo látex, o una pintura, que comprende la composición curada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

8. Un método para preparar un sustrato revestido, que comprende:

(1)

revestir un sustrato con una composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5; y

(2)

curar la composición de revestimiento sobre el sustrato.