ES2252803T3 - Empleo de compuestos especiales de vanadio como secantes para barnices que secan por oxidacion. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION TRATA DEL EMPLEO DE COMPOSICIONES ESPECIALES DE VANADIO COMO SECATIVO PARA LACAS DE SECADO OXIDANTE. ESTOS SECANTES (SECATIVOS) SON DE NATURALEZA IONOGENA Y CONTIENEN CATIONES POLIVALENTES DE VANADIO Y DEL OXIDO DE VANADIO Y ESTERES ACIDOS ANIONICOS Y ORGANICOS U OTROS ANIONES ORGANICOS.

Description

Empleo de compuestos especiales de vanadio como secantes para barnices que secan por oxidación.

La invención se refiere al empleo de compuestos especiales de vanadio como secantes para barnices que secan por oxidación. Estos productos para el secado (secantes) son de naturaleza ionógena y contienen cationes polivalentes del vanadio o bien del óxido de vanadio y restos ácidos orgánicos, aniónicos u otros aniones orgánicos.

En el sentido de la invención son agentes para el secado compuestos ionógenos metálicos, que se añaden a los aceites y a los aglutinantes insaturados (componentes que secan por oxidación en los barnices) para reducir considerablemente el tiempo de secado, es decir el paso de la película desde una fase líquida hasta una fase sólida. Esta transición se lleva a cabo mediante reticulación por oxidación, que se acelera por medio de cationes metálicos o por medio de óxidos catiónicos del compuesto ionógeno metálico.

Los productos para el secado pueden presentarse en forma sólida y en forma disuelta. Los productos para el secado se denominan también secantes cuando se encuentran en forma disuelta.

Los productos para el secado tradicionales son jabones metálicos del ácido isooctánico, del ácido nafténico, de los ácidos linolgrasos, de los ácidos ricinograsos o de los ácidos grasos del aceite de sebo, que se preparan mediante reacción directa de metales y de ácidos carboxílicos o según el procedimiento de la precipitación y de la fusión a partir de ácidos carboxílicos y de óxidos o de hidróxidos metálicos. Se encuentra una exposición de los tipos de productos secantes empleables y de sus combinaciones y procedimientos de obtención por ejemplo en el Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, tomo III, 1976, páginas 296 hasta 476 o en la publicación Ullmann, Encyclopädie der Chemie, tomo 23, páginas 421 hasta 424, 1979.

Los productos para el secado tradicionales pueden disolverse en los disolventes orgánicos de manera, que desarrollan buenas propiedades de secado en barnices que se oxidan por oxidación, que contengan exclusivamente disolventes orgánicos. De este modo se disuelven los productos del secado, según el estado de la técnica, en disolventes orgánicos, en su mayoría volátiles o bien se preparan directamente en disolventes orgánicos. Se conocen, por ejemplo, productos para el secado que son solubles en agua o bien que se presentan en forma de emulsión diluible con agua. Como ejemplos de tales productos para el secado pueden servir los compuestos citados en la solicitud de patente DE-A-4 236 697.

Además del tipo de los ligandos y del tipo del disolvente de los productos para el secado, éstos se diferencian también según sus propiedades catalizantes del secado. En este caso los productos para el secado, que catalizan únicamente la reticulación por oxidación se denominan como secantes primarios, y todos los demás se denominan productos para el secado que únicamente se utilizan, junto con los que se han citado en primer lugar, en forma de los denominados secantes secundarios.

Independientemente del tipo de disolvente y de los ligandos que se encuentren sobre el catión metálico (o bien aniones) se citarán en primer lugar como metales: cobalto, plomo, manganeso, hierro, níquel, bismuto, cerio, titanio, bismuto.

Desde hace algún tiempo se ha intentado intensamente minimizar la proporción de los disolventes orgánicos, volátiles a temperatura ambiente, en los diversos sistemas de barnices, incluso en los barnices que secan por oxidación y, de este modo, también en los secantes que se les añaden. Esto se produce, ante todo, por motivos ecológicos y tóxicos, así como también bajo aspectos de seguridad en la fabricación y aplicación de los barnices correspondientes.

Una posibilidad para cumplir estos requisitos consiste en el empleo de agua como disolventes en los sistemas de barnices que secan por oxidación.

Estos sistemas se caracterizan, con relación a la adición de los secantes tradicionales, por una serie de inconvenientes. De este modo los productos tradicionales para el secado, tales como por ejemplo los octoatos no son prácticamente solubles en agua. Cuando se añaden por ejemplo en forma de una emulsión al aglutinante, tiene lugar, muchas veces, una hidrólisis de los secantes, cuyos productos de reacción son insolubles y se decantan. Además la hidrólisis conduce a una pérdida considerable de fuerza de secado y a una estabilidad al almacenamiento insuficiente de las combinaciones de barnices. Un resumen de estos fenómenos se encuentra por ejemplo en la publicación "Handbook of Coating Additives", Marcel Decker, New York, Basilea, 1988, páginas 501-505.

Por lo tanto se han propuesto recientemente productos para el secado emulsionables en agua, que se han convertido en complejos previamente, que serían insensibles a la hidrólisis por medio del tipo de los ligandos. Tales compuestos han sido citados por ejemplo en la conferencia "Neue Additive in Wasserlacken" de J.H. Bielemann (22.9.1992 en Nürnberg). Éstos presentan, a su vez, el inconveniente de que únicamente pueden ser incorporados con dificultad en el barniz. Además tienen tendencia a la interacción con las aminas presentes posiblemente en los barnices, con lo cual se produce una tendencia a la sedimentación y, por lo tanto, frecuentemente tienen tendencia a un secado transversal defectuoso de las películas de barniz correspondiente. Además el brillo de tales películas de barniz queda reducido por el emulsionante del producto para el secado.

Una posibilidad para obviar este problema ha sido citada en la publicación DE-A-4 236 697. En aquella publicación se describen jabones metálicos, cuyos restos orgánicos aniónicos están constituidos, preferentemente, por ácidos polioxicarboxílicos que deben contener al menos una unidad de óxido de etileno -CH_{2}CH_{2}-O-. Además de otros muchos metales, se cita ciertamente también el vanadio, sin embargo en esta publicación falta una enseñanza concreta a este respecto. Los productos para el secado divulgados allí de manera específica están constituidos preferentemente sobre cationes metálicos del cobalto, del plomo y del circonio.

Se han descrito compuestos del vanadio, especialmente el pentóxido de vanadio y el linoleato de vanadio como aceleradores del endurecimiento de los aceites que secan por autooxidación (R. Swethen, Farbenzeitung 32 (1927), páginas 1138-1139).

Sin embargo, estos resultados no han sido confirmados en otra investigación (F. Hebler, Farbenzeitung 32 (1927), páginas 2077-2078). Los secantes de vanadio, descritos en aquella, fueron ensayados también en aceites. El resultado común de ambas publicaciones consistía en la fuerte coloración del barniz correspondiente así como una estabilidad al almacenamiento insuficiente de los barnices combinados con los secantes de vanadio allí descritos. Además debe señalarse que no ha sido descrita la naturaleza química exacta del producto para el secado.

La tarea de la presente invención consistía, por lo tanto, en poner a disposición nuevos productos para el secado para barnices que secan por oxidación, que son adecuados para sistemas que contienen agua a modo de disolvente. Por lo tanto estos productos para el secado debían poderse disolver o bien incorporar sin problemas en agua de tal manera, que no se necesitase ningún emulsionante adicional. Además, los productos para el secado según la invención no deben formar en agua productos de hidrólisis perjudiciales y deben posibilitar cualidades de la película de los barnices, que contienen agua, mejores que las de los productos para el secado conocidos por el estado de la técnica.

El objeto de la invención es el empleo de determinados compuestos de vanadilo como secantes en barnices que secan por oxidación, que contienen desde un 10 hasta un 80% en peso de agua, empleándose compuestos de vanadilo (carboxilato) de la fórmula (II)

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en la que R^{1} significa H, CH_{3}, alquilo con 2 a 20 átomos de carbono, un resto arilo con 6 a 24 átomos de carbono o un resto aralquilo con 7 a 30 átomos de carbono y la fórmula (II) abarca también los dicarboxilatos de vanadilo correspondientes.

Ejemplos de compuestos de la fórmula (II) son: acetato de vanadilo-(II) y 2-etilhexanoato de vanadilo-(II); oxalato de vanadilo, malonato de vanadilo.

Los compuestos de la fórmula general (II) se emplean disueltos en agua en el intervalo ácido (valores de pH < 5).

Son especialmente preferentes las soluciones de los compuestos de vanadilo de la fórmula general (II) que se hayan preparado mediante ácido fosfórico, ácido clorhídrico o ácido sulfúrico o bien sus sales ácidas, a valores del pH desde 0 hasta 3.

Del mismo modo las preparaciones acuosas de los compuestos de vanadilo de la fórmula general (II) pueden contener, en el sentido de la invención, hasta un 30% en peso de (co)disolventes orgánicos, preferentemente polares.

Como ejemplos de tales substancias, denominadas (co)disolventes, pueden indicarse: alcoholes alifáticos con 1 a 8 átomos de carbono, alcoholes polivalentes tales como por ejemplo el glicol o la glicerina, alcoxialcoholes tales como por ejemplo el 3-metoxipropanol, el 3-etoxipropanol, el 2-butoxietanol, el 4-butoxibutanol, etc. Los acetatos de los alcoholes inferiores tales como por ejemplo el acetato de etilo y el acetato de butilo, los alcoxiésteres tales como por ejemplo el acetato de metoxipropilo, el acetato de etoxietilo o el acetato de 4-butoxietilo y los polialcoxialcoholes tales como por ejemplo el óxido de polietileno y el óxido de polipropileno.

Además las preparaciones diluibles con agua de los compuestos de vanadilo de la fórmula general (II) pueden contener, en el sentido de la invención, en caso dado emulsionantes correspondientes. Como ejemplos de tales emulsionantes pueden citarse: Borchigen® DFN (Borchers GmbH) y Abex® JKB (Rhöne-Poulenc).

La obtención de los compuestos descritos en la fórmula general (II) puede llevarse a cabo según los procedimientos conocidos en la literatura para la obtención de los jabones metálicos (fórmula (II)).

Los compuestos de la fórmula general (II) se presentan como productos sólidos. Según la invención pueden transformarse simplemente en soluciones acuosas, claras y coloreadas mediante la adición de ácidos diluidos, preferentemente ácido clorhídrico.

Otro objeto de la presente invención es el empleo de las formulaciones secantes, anteriormente descritas, como aceleradores del endurecimiento para barnices diluibles con agua, que secan por oxidación.

Para la aplicación pueden utilizarse las preparaciones secantes, según la invención, tanto individualmente como también en mezclas arbitrarias entre sí. En el sentido de la invención pueden mezclarse también los secantes, según la invención, con productos para el secado tradicionales, que pueden emplearse en aglutinantes o bien en barnices diluibles en agua, que secan por oxidación o bien pueden emplearse junto con un sistema de barniz correspondiente.

Los productos para el secado o bien los secantes según la invención pueden emplearse, según la invención, en forma pura o en forma de soluciones acuosas -como se ha descrito anteriormente-.

La cantidad empleada de los productos para el secado o bien de los secantes depende del carácter insaturado del aglutinante y del tipo del aglutinante empleado en los barnices. Otros factores, que influyen sobre la cantidad empleada son, por ejemplo, los pigmentos y el tipo así como la cantidad de los agentes antioxidantes y otros aditivos tales como por ejemplo agentes humectantes.

Los nuevos secantes pueden añadirse a cualquier barniz o aglutinante, diluible con agua, que seque por autooxidación.

Claims (2)

1. Empleo de compuestos de vanadilo como secantes en barnices que secan por oxidación, que contienen desde un 10 hasta un 80% en peso de agua, caracterizado porque se añaden a estos barnices compuestos de vanadilo de la fórmula (II)

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en la que R^{1} significa H, CH_{3}, alquilo con 2 a 20 átomos de carbono, un resto arilo con 6 a 24 átomos de carbono o aralquilo con 7 a 30 átomos de carbono, y la fórmula (II) abarca también los dicarboxilatos de vanadilo correspondientes.

2. Empleo según la reivindicación 1, caracterizado porque como compuestos de vanadilo de la fórmula (II) se emplean el oxalato de vanadilo y/o el malonato de vanadilo.