ES2264793T3 - Dispersion acuosa de resina alquidica tratada con un agente oxidante y que ha mejorado las propiedades de secado. - Google Patents
Dispersion acuosa de resina alquidica tratada con un agente oxidante y que ha mejorado las propiedades de secado.Info
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Abstract
Dispersión acuosa que comprende al menos una resina alquídica, caracterizada porque dicha resina alquídica se obtiene a partir de al menos un ácido graso insaturado conjugado que representa, en peso, al menos un 5% de dicha resina, y por que dicha resina es tratada antes y/o durante y/o después de formar la dispersión acuosa, con al menos un agente oxidante seleccionado entre: hidroperóxidos, que incluyen el H2O2, peróxidos o bien oxígeno singlete, y por que la temperatura del tratamiento oxidante está: i) entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC, preferiblemente entre 50 y 90ºC, cuando tiene lugar después de formar la dispersión acuosa, y ii) entre 50 y 150ºC, cuando tiene lugar antes de formar la dispersión acuosa, y iii) entre 50 y menos de 100ºC y preferiblemente entre 50 y 90ºC, cuando el tratamiento tiene lugar durante la etapa de dispersión acuosa y de forma que el tamaño de partícula medio se sitúa entre 50 y 500 nm y el contenido en sólidos entre el 30 y el 70%.
Description
Dispersión acuosa de resina alquídica tratada
con un agente oxidante y que ha mejorado las propiedades de
secado.
La presente invención se refiere a una
dispersión acuosa de resina alquídica a base de ácidos grasos que
poseen una instauración conjugada que es tratada con un agente
oxidante y que tiene un rendimiento específico, en particular en el
secado, se refiere también a un proceso de producción específico y a
su uso como ligante en las composiciones acuosas para
revestimientos decorativos o industriales con un nivel reducido de
agente de secado o bien sin agente de secado.
El secado de una película de una pintura
formulada a partir de una resina alquídica tiene lugar por
autooxidación con oxígeno atmosférico. Uno de los objetivos de esta
invención es la aceleración del secado de las películas de pintura
formulada a base de una resina alquídica específica mediante un
tratamiento específico con agentes oxidantes, antes y/o durante y/o
después de formar la dispersión acuosa.
La US 3 222 308 revela un pretratamiento
oxidante con oxígeno atmosférico de resinas alquídicas en un medio
solvente con unos tiempos de tratamiento resultantes y unos tiempos
de secado excesivamente largos, incluso para un tratamiento a altas
temperaturas. Además, este documento especifica que el riesgo de
gelificación o solidificación limita el uso de temperaturas
superiores. Esta gelificación se confirma ciertamente en las
condiciones descritas en la patente US 3 222 308 con respecto a una
resina alquídica que posee una instauración conjugada, lo que
excluye la posibilidad de extrapolar la teoría de la patente US 3
222 308 a la solución del problema de la presente invención.
La US 2 981 703 muestra resinas alquídicas en un
medio solvente que son tratadas con H_{2}O_{2} para su uso
como plastificantes en barnices acuosos a base de aminoplastos, con
el fin de mejorar su compatibilidad con los demás componentes.
El problema técnico que la presente invención ha
resuelto, se encuentra en un compromiso con respecto al modelo
anterior en el aspecto del rendimiento, lo que no es evidente con
respecto a la situación de la técnica, como el secado que ha
mejorado de forma significativa, con la consecuencia de la
posibilidad de reducir de forma significativa y prescindir
preferiblemente de agentes de secado, sin efectos negativos en la
estabilidad y otros aspectos del rendimiento de la dispersión
acuosa de la resina alquídica específica que posee una instauración
conjugada. La especificidad del tratamiento oxidante y de las
resinas tratadas hace posible reducir de forma significativa y
prescindir preferiblemente de la necesidad de la presencia de
agentes secantes, mientras se evita la desestabilización de la
dispersión o bien la gelificación de la resina, siendo éste el caso
a pesar de la presencia de una instauración conjugada. El
rendimiento de la resina tratada según las condiciones manifestadas
en la US 2 981 703 resulta ser inadecuada, en particular en el
secado, y, además, su extrapolación a una resina conforme a la
presente invención da lugar a la gelificación. Como consecuencia de
ello, la teoría de la tecnología actual no se puede aplicar al
problema de la presente invención.
La presente invención, mediante una selección
específica de las condiciones del proceso aplicadas a la resina
específica que posee un nivel elevado de instauración conjugada,
supera las desventajas relacionadas con el problema técnico
descrito y hace posible obtener dispersiones acuosas de resinas
alquídicas que tengan rendimientos de secado notablemente
mejorados. La mejoría se expresa en particular en términos del
tiempo de secado y del rendimiento en el almacenamiento
(estabilidad con el tiempo) o bien de la aplicación y de la
capacidad de dilución en agua (estabilidad por la dilución en agua)
y de observar la normativa ambiental con niveles reducidos de
compuestos orgánicos volátiles o bien de compuestos de metales
pesados utilizados como agentes de secado, mientras se mantienen al
menos de forma constante otros aspectos del rendimiento (por
ejemplo: brillo, amarilleamiento) de estos revestimientos con
respecto a la ausencia del tratamiento y mientras se evita el
problema de la gelificación de la resina alquídica tratada o el del
riesgo de la floculación de la dispersión por el reticulado entre
partículas, un riesgo más particular para las resinas que tienen un
nivel significativo de ácido graso insaturado conjugado. Implica un
compromiso complejo y difícil de varias aplicaciones y de los
aspectos operacionales del funcionamiento que la invención ha
conseguido mediante el medio específico utilizado para la resina y
para el proceso.
Una primera cuestión de la presente invención
hace referencia a una dispersión acuosa de al menos una resina
alquídica sometida a un tratamiento oxidante, antes y/o durante y/o
después de formar la dispersión acuosa, por un agente oxidante
específico y a una temperatura específica, que depende de realizar
el tratamiento con respecto a la etapa de formación de la
dispersión acuosa.
Una segunda cuestión de la presente invención se
refiere a un proceso para la preparación de esta dispersión acuosa
que comprende una etapa de tratamiento por parte de cómo mínimo un
agente oxidante específico, y una etapa de dispersión acuosa de la
resina alquídica, antes o durante o después del tratamiento
oxidante.
Otra cuestión de la invención es una dispersión
de resina alquídica que se puede obtener de acuerdo con el proceso
específico de la invención.
Una composición de revestimiento acuoso de
pinturas o barnices acuosos industriales o decorativos comprende,
como ligante, al menos una dispersión de resina alquídica acuosa
conforme a la invención y más preferiblemente sin agente de
secado.
Otra cuestión de la invención es el uso de una
dispersión acuosa conforme a la invención en revestimientos
decorativos o industriales acuosos, que incluye revestimientos
resistentes a la corrosión, para sustratos seleccionados de:
madera, metal, plástico, hormigón, yeso, cerámica, ladrillo o metal
compuesto.
Finalmente, una última cuestión se refiere a los
sustratos revestidos de al menos una de las composiciones de
revestimiento tal como se ha definido conforme a la invención.
La primera cuestión de la presente invención se
refiere a una dispersión acuosa que comprende al menos una resina
alquídica obtenida de al menos un ácido graso insaturado conjugado
que representa, por peso, al menos un 5% de dicha resina, siendo
dicha resina tratada antes y/o durante y/o después de formar la
dispersión acuosa, con al menos un agente oxidante seleccionado del
grupo de los: hidroperóxidos, que incluyen el H_{2}O_{2}, los
peróxidos o el oxígeno singlete, y estando la temperatura del
tratamiento de oxidación: i) entre 50 y 150ºC, preferiblemente
entre 50 y 140ºC, y más preferiblemente entre 70 y 120ºC, y todavía
más preferiblemente de 70 a menos de 100ºC, cuando tiene lugar
antes de que se forme la dispersión, y ii) entre la temperatura
ambiente y menos de 100ºC, preferiblemente de 50 a 90ºC, cuando
tiene lugar después de formar la dispersión, y iii) entre 50 y
menos de 100ºC y preferiblemente de 50 a 90ºC cuando el tratamiento
tiene lugar durante la etapa de dispersión y mientras el tamaño de
partícula medio oscila entre 50 y 500 nm y el contenido de sólidos
oscila entre el 30 y el 70%.
La duración del tratamiento de oxidación puede
variar dependiendo de la naturaleza y del nivel de agente oxidante
y de la temperatura del tratamiento, entre pocos minutos, como 5
minutos (a la temperatura máxima y al máximo nivel de agente
oxidante), hasta pocas horas, como 5 horas (al nivel mínimo y a la
temperatura más baja).
De acuerdo con un modelo más preferido de la
dispersión conforme a la invención, el tratamiento oxidante puede
tener lugar en ausencia de cualquier agente de secado o de cualquier
agente que pueda tener un papel equivalente al del agente reductor,
que pueda facilitar la descomposición del agente oxidante, como el
hidroperoxido o el peróxido.
El agente oxidante se selecciona más
preferiblemente de los hidroperóxidos de fórmula general ROOH,
eligiendo R entre H, alquilos o aralquilos, y con un nivel en peso
que oscila entre el 0,05 y el 5% con respecto al total de dicha
resina. En este caso, el periodo de tratamiento puede variar de 5
minutos a 5 horas y preferiblemente a 2 horas.
Más en particular, los hidroperóxidos pueden
elegirse entre: H_{2}O_{2,} hidroperoxido de cumilo o
hidroperoxido de t-butilo y más preferiblemente el
H_{2}O_{2} acuoso. En este último caso, el H_{2}O_{2} se
encuentra en forma de una solución acuosa con un nivel en peso de
H_{2}O_{2} que oscila entre el 15 y el 60% y más en particular
entre el 25 y el 45%. El nivel en peso de H_{2}O_{2}, expresado
como % de H_{2}O_{2} puro/resina, puede variar en el margen
del 0,05 al 5% y preferiblemente del 0,05 al 1,5% y todavía más
preferiblemente del 0,1 al 1%. En el caso del H_{2}O_{2}, la
duración del tratamiento puede variar de 5 minutos a 2 horas y
preferiblemente de 10 minutos a 1 hora.
La dispersión acuosa conforme a la invención
puede tener preferiblemente un nivel en peso de ácido graso
insaturado que oscile entre el 10 y el 60% y preferiblemente entre
el 15 y el 50%, y más preferiblemente entre el 20 y el 50%, con
respecto a dicha resina y a un nivel total en peso de ácido graso
del 30 al 70% en peso, y preferiblemente del 30 al 60% en peso, con
respecto a dicha resina, con un nivel en peso de ácido graso
insaturado conjugado con respecto al total de ácido graso que
oscilará entre el 15 y el 85% y preferiblemente entre el 25 y el
70%, y más preferiblemente entre el 35 y el 70%.
La dispersión acuosa de la invención tiene un
tamaño de partícula medio que oscila entre 50 y 500 nm y
preferiblemente entre 100 y 300 nm, y un contenido en sólidos entre
un 30 y un 70% y preferiblemente entre un 40 y un 60%.
La resina alquídica conforme a la invención
puede tener las características adicionales previamente al
tratamiento oxidante: un peso molecular medio Mw que oscile entre
10.000 y 500.000 y preferiblemente entre 20.000 y 300.000 y un
índice de acidez no superior a 70, preferiblemente entre 5 y 60, y
más preferiblemente entre 5 y 50, un número de OH que oscile entre
20 y 150, y preferiblemente entre 30 y 100, y una funcionalidad
media f que oscile entre 1,9 y 2,1. Esta funcionalidad media se
define como igual a (cf. The Chemistry of Organic Film Formers,
John Wiley & Sons Edition, p.80, D.H. Solomon):
f = 2 \ \Sigma
\ I \ n_{i} \
f_{i}/M
con n_{i} y f_{i} siendo,
respectivamente, el número de moles y la funcionalidad de los
(poli)ácidos y M el número total de
moles.
La resina alquídica, previamente al tratamiento
oxidante, puede obtenerse mediante un proceso convencional para la
fabricación de resinas alquídicas, o bien por el proceso de fusión o
por el proceso del solvente, tal como se describe en
Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology
(publicada por Wiley-Interscience el 14/11/2000),
vol. 2, "Resinas alquídicas", pp.12-14. Una de
las características esenciales de esta resina alquídica es la
presencia en esta última de al menos un ácido graso insaturado
conjugado a un nivel en peso de al menos un 5%, preferiblemente de
cómo mínimo un 10% y más en particular de un 10 a un 60% y más
preferiblemente del 15 al 50%, y todavía más preferiblemente del 20
al 50%. El nivel total en peso de los ácidos grasos (incluyendo el
ácido graso insaturado conjugado) en la resina varía entre el 30 y
el 70%, y preferiblemente entre el 30 y el 60%. Es posible definir,
como ácidos grasos insaturados conjugados, los ácidos grasos
insaturados que comprenden al menos una instauración del dieno
conjugado por cadena grasa del tipo -CH=CH-CH=CH-.
Esta instauración de dieno conjugado puede existir naturalmente en
los ácidos grasos insaturados, como el aceite de madera o bien el
aceite de oiticica, o mediante un tratamiento específico, como la
isomerización de los ácidos grasos insaturados (dienos no
conjugados o dienos insaturados en general). Ejemplos adecuados para
la invención son los productos de la isomerización de ácidos grasos
insaturados no conjugados, como: el ácido linoleico o linolénico o
bien el ácido graso de aceite de girasol, el ácido graso de aceite
de linaza o el ácido graso de aceite de soja, o los productos de la
deshidratación del ácido graso de aceite de castor. Se puede hacer
mención a ellos, como a otros ácidos grasos conjugados disponibles
en el comercio que pueden ser adecuados para los requisitos de la
invención con un nivel elevado de ácidos grasos conjugados, de
Nouracid® DE704, DE656, DE655, DE554, DE503, DZ453, DE402 (ácido
graso de aceite de castor deshidratado - Akzo Nobel), Nouracid®
HE456, HE305, HE304 (ácido graso de aceite de girasol isomerizado -
Akzo-Nobel), Nouracid® LE805 (ácido grasos de aceite
de linaza isomerizado - Akzo Nobel), Prifac® 7967, 7968 (ácido
graso de aceite vegetal isomerizado - Uniquema), Dedico® 5981, 5983
(ácido graso de aceite de castor deshidratado - Uniqema), Isomergin®
SK, SY, SF (ácido graso de aceite vegetal isomerizado - Hobum
Harburger Fettchemie Brinkcman & Mergell GMBH), Pamolyn® 200,
300, 380 (ácido linoleico isomerizado - Eastman).
Tienen que mencionarse entre los ácidos grasos
insaturados conjugados preferidos el Isomergin® Acid SF,
Noura-
cid® HE305, Nouracid® DE656, Dedico® 5981.
cid® HE305, Nouracid® DE656, Dedico® 5981.
El componente ácido del cual se obtiene la
resina alquídica comprende además, adicionalmente al ácido graso
insaturado conjugado, al menos otro ácido graso insaturado no
conjugado, al menos un ácido graso saturado, al menos un ácido
policarboxílico, o el derivado anhídrido correspondiente y al menos
un ácido monocarboxílico no graso, como el elegido entre el ácido
benzoico, el ácido butanoico, ácido
p-(tert-butil)benzoico, caproico, caprílico,
cáprico, propanoico, pentanoico, abiético o crotónico. Puede
mencionarse, entre los monoácidos grasos, el ácido graso de aceite
de castor, el ácido graso de aceite de coco, el ácido graso de
aceite de semillas de algodón, el ácido graso de aceite de castor
deshidratado, el ácido graso de aceite de semilla de soja, ácido
graso de resina líquida, ácido 2-etilhexanoico,
ácido linoleico, ácido linolénico, ácido oleico, ácido pelargónico
o ácido de colofonia.
El ácido monocarboxílico tiene un papel de
agente terminal o limítrofe para la cadena de resinas alquídicas
que se obtiene por policondensación del componente ácido y del
componente de poliol. El ácido policarboxílico o el anhídrido
correspondiente tiene preferiblemente una funcionalidad de 2 a 4 con
funcionalidades medias intermedias que se pueden obtener mezclando
al menos dos poliácidos. Pueden mencionarse entre estos poliácidos
de funcionalidad 2 los siguientes ácidos o anhídridos: adípico,
azelaico, fumárico, isoftálico, maleico, ftálico, succínico,
sebácico o diglicólico. Ejemplos de poliácido o polianhídrido de
funcionalidad 3 son el ácido cítrico, el ácido trimelítico y el
anhídrido trimelítico y un ejemplo de un poliácido o polianhídrido
de funcionalidad 4 es el anhídrido piromelítico.
Debido al origen natural de los ácidos grasos
insaturados generalmente utilizados en las resinas alquídicas, se
trata de hecho de mezclas que comprenden ácidos grasos saturados,
ácidos grasos insaturados no conjugados y, conforme a la invención,
ácidos grasos dienos conjugados.
El componente poliólico está compuesto de
polioles frecuentemente utilizados en las resinas alquídicas y puede
comprender al menos un poliol de funcionalidad mínima 2 hasta 6,
como: el etilenglicol, polietilenglicol (Pm que varia entre 300 y
6000), el propilenglicol, 1,3-butilendiol,
pentanodiol, neopentilglicol, hexanodiol, dietilenglicol,
trietilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, trimetiloletano,
pentaeritritol o dipentaeritritol, sorbitol, metilglucosa y
opcionalmente un monoalcohol, como el butanol, pentanol, hexanol,
isooctanol, etoxietanol o butilcarbitol. El monoalcohol puede
actuar como el monoácido del componente ácido, como un agente
limítrofe o terminal de la cadena.
Además, la resina alquídica que se puede
utilizar para la dispersión conforme a la invención puede ser o
puede comprender, aparte de un grupo alquídico tal como se ha
definido antes, una resina alquídica modificada químicamente
elegida entre: los grupos alquídicos de silicona, los grupos
alquídicos de uretano o los híbridos
alquídico-acrílicos. La dispersión alquídica como
sujeto del tratamiento oxidante (tratamiento después de la
dispersión acuosa) puede ser también una mezcla de cómo mínimo una
dispersión acuosa de al menos una resina alquídica tal como se
define antes del tratamiento con otra dispersión acuosa de la resina
alquídica o con una emulsión del tipo acrílico,
estireno-acrílico o vinílico que sea compatible o
con una dispersión acuosa de poliuretano o bien de otro polímero
que sea compatible con la resina alquídica no tratada tal como se ha
definido antes.
En cuanto al tratamiento oxidante, la
temperatura del tratamiento se adapta al medio que va a ser tratado
(la resina antes o durante o después de la dispersión acuosa) para
conseguir una viscosidad adecuada. Por consiguiente, la temperatura
de tratamiento oxidante es:
- entre 50 y 150ºC,
preferiblemente entre 50 y 140ºC, y más preferiblemente entre 70 y
120ºC, y todavía más preferiblemente entre 70 y menos de 100ºC,
cuando el tratamiento se lleva a cabo en la resina antes de la
dispersión acuosa y después de la etapa final de preparación de la
resina alquídica base, o bien
- entre la temperatura
ambiente y menos de 100ºC y preferiblemente entre 50 y 90ºC, cuando
el tratamiento tiene lugar en la dispersión de una resina acuosa
(después de formar la dispersión), o bien
- entre 50 y menos de 100ºC,
preferiblemente entre 50 y 90ºC, cuando el tratamiento tiene lugar
durante la etapa de formación de la dispersión acuosa y más
específicamente antes de la inversión de fases.
Entre los agentes oxidantes que se pueden
utilizar, los hidroperóxidos y los peróxidos se añaden al medio de
tratamiento muy lentamente y en la forma de solución. El oxígeno
singlete, otro posible agente oxidante, se introduce en el medio
que va a ser tratado por preparación in situ por reacción de
una solución acuosa de H_{2}O_{2} con hipoclorito sódico
(NaOCl).
El agente oxidante preferido para el tratamiento
oxidante es el H_{2}O_{2} en solución acuosa, a una
concentración que oscila entre el 15 y el 60% y preferiblemente
entre el 25 y el 45% en peso con respecto a la solución acuosa, con
un nivel en peso del 0,05 al 5%, preferiblemente del 0,05% al 2%, y
más preferiblemente del 0,05 al 1,5%, y todavía más preferiblemente
del 0,1 al 1%, con respecto a la resina alquídica, considerando aquí
el peso total de resina alquídica.
En lo que se refiere al tratamiento oxidante de
la dispersión acuosa, existen cuatro opciones en relación con la
situación de esta etapa en el proceso para producir la dispersión
acuosa de la invención: i) después de formar la dispersión, ii)
previamente a la etapa de formar la dispersión, iii) durante la
formación de la dispersión y más específicamente antes de la etapa
de inversión de fases, y iv) de acuerdo con la combinación de al
menos dos opciones de las tres opciones anteriores i), ii) y
iii).
Según la primera opción i), la dispersión acuosa
se obtiene mediante un tratamiento oxidante después de la etapa de
formación de la dispersión acuosa de dicha resina alquídica, a una
temperatura de tratamiento inferior a 100ºC y preferiblemente que
oscila entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC y más
preferiblemente entre 50 y 90ºC.
Según la segunda opción ii), la dispersión
acuosa se obtiene mediante un tratamiento oxidante que tiene lugar
antes de formar la dispersión, o lo que es lo mismo directamente en
la resina alquídica, a una temperatura que oscila entre 50 y 150ºC,
y preferiblemente entre 50 y 140ºC, y más preferiblemente entre 70 y
120ºC, y todavía más preferiblemente entre 70 y menos de 100ºC.
Según la tercera opción iii), la dispersión
acuosa se obtiene mediante un tratamiento oxidante que tiene lugar
durante la etapa de formación de la dispersión y más específicamente
antes de la etapa de inversión de fases, de forma que dicho
tratamiento oxidante tiene lugar a una temperatura que oscila entre
50 y menos de 100ºC y preferiblemente de 50 a 90ºC.
Según la cuarta opción iv), la dispersión acuosa
se obtendrá mediante un tratamiento oxidante conforme a la
combinación de al menos dos opciones de las tres opciones anteriores
i), ii) ó iii). De acuerdo con la opción iv) combinada, el
tratamiento oxidante puede tener lugar antes o bien después de la
etapa de formación de la dispersión acuosa, o bien antes y durante
y después de esta etapa, o bien antes y durante esta etapa, o
durante y después de esta etapa de dispersión.
El agente oxidante preferido para las cuatro
opciones de tratamiento es siempre el H_{2}O_{2} en solución
acuosa (15-60%) a un nivel de H_{2}O_{2} que
oscila entre el 0,05 y el 5% y preferiblemente entre el 0,05 y el
2%, y más preferiblemente entre el 0,05 y el 1,5%, y todavía más
preferiblemente entre el 0,1 y el 1% en peso con respecto a la
resina alquídica.
La etapa de formación de la dispersión acuosa
conforme a la invención, para un índice de acidez de al menos 40 mg
de KOH/g de resina, se puede obtener por autoemulsificación de la
resina alquídica, después de al menos la neutralización parcial de
los grupos funcionales de carboxilo de la resina alquídica. Para un
índice de acidez muy inferior a 40 mg de KOH/g de resina, esta
etapa de autoemulsificación se puede combinar con, o
preferiblemente puede ser sustituida por, una etapa de dispersión en
presencia de al menos un tensoactivo. Este tensoactivo se puede
seleccionar de los tensoactivos iónicos (en este caso, se prefiere
el tensoactivo aniónico) y/o los tensoactivos no iónicos y/o los
tensoactivos mezclados (que comprenden en la misma molécula una
estructura no iónica y una estructura aniónica). El tensoactivo
preferido comprende al menos un tensoactivo seleccionado entre los
tensoactivos no iónicos, y posiblemente en combinación con al menos
un tensoactivo aniónico. La presencia del tensoactivo mejora la
estabilidad de las partículas durante el tratamiento (si tiene
lugar durante y/o después de la dispersión) y durante el
almacenamiento y el uso de la dispersión acuosa final. Los
tensoactivos se añaden preferiblemente antes del tratamiento
oxidante, con el fin de mejorar la homogeneidad de la mezcla de
reacción. Un criterio para la selección del tensoactivo o
tensoactivos utilizados es el índice HLB (balance
hidrofílico-lipofílico), que representa el cociente
entre la naturaleza hidrofílica y la naturaleza hidrofóbica del
tensoactivo. El HLB se puede elegir según el nivel por peso de ácido
graso (FAL) en la resina alquídica. Según esta selección, el HLB
del tensoactivo elegido varía inversamente con respecto a la
variación en el FAL.
Pueden mencionarse, entre los tensoactivos
aniónicos adecuados, las sales de sodio, litio, potasio, amonio o
magnesio derivadas de los sulfatos de éter de alquilo con el grupo
alquilo que varía entre C_{8} y C_{12}, o bien los sulfatos de
alquilo, los ésteres de fosfato de alquilo o los sulfosuccionatos de
dialquilo. Los tensoactivos aniónicos se utilizan preferiblemente
con como mínimo un tensoactivo no iónico. Como ejemplo de
tensoactivos mezclados se pueden mencionar los sulfonatos
alquilfenólicos alcoxilados. Los tensoactivos no iónicos se podrán
utilizar solos pero preferiblemente en combinación con un
tensoactivo aniónico. Como ejemplos preferidos de los tensoactivos
no iónicos adecuados se pueden mencionar: los alcoholes grasos
C_{12}-C_{18} etoxilados (2 a 35 EO), los
alcoholes grasos iso-C_{10} etoxilados
(2-40 EO), los alcoholes grasos
C_{10}-C_{18} monoramificados
(2-40 EO), ésteres de sorbitol C_{18}, ésteres de
sorbitol etoxilados (5-20 unidades EO), ó ácidos
grasos C_{12}-C_{18} etoxilados
(7-100 EO), aceite de castor C_{18} hidrogenado
(7-60 EO) etoxilado, o ésteres grasos como:
palmitato de glicerilo, estearato de glicerilo, estearato de
etilenglicol, estearato de dietilenglicol, estearato de
propilenglicol, estearato de polietilenglicol 200 o éster graso
C_{18} etoxilado (2-15 EO).
La dispersión acuosa preferida comprende al
menos un tensoactivo no iónico, opcionalmente en combinación con al
menos un tensoactivo aniónico, a un nivel global en peso que oscila
entre el 5 y el 15%, preferiblemente entre el 7 y el 12%, con
respecto a dicha resina alquídica, y si se utilizan tensoactivos
aniónicos con un cociente preferido en peso de porcentaje iónico
frente a no iónico entre 25/75 y 50/50.
La dispersión acuosa conforme a la invención
puede comprender al menos otro polímero o al menos otra resina que
se añade una vez formada la dispersión, de forma que dicha adición
se lleva a cabo por simple mezcla con: al menos otra emulsión de
polímero que sea compatible, como el vinilo acrílico o
estireno-acrílico, o con al menos una dispersión
acuosa de poliuretano que sea compatible o con como mínimo una
dispersión acuosa compatible de cómo mínimo un copolímero de ácido
(met)acrílico o de al menos un copolímero de anhídrido
maleico, siendo posible que estos copolímeros se encuentren al
menos parcialmente esterificados (injertados) por alcoholes grasos
lo que equivaldrá a insaturaciones en el secado.
La dispersión acuosa conforme a la invención se
puede obtener también mezclando al menos dos dispersiones después
del tratamiento, tal como se ha definido antes conforme a la
invención, o bien mezclando al menos una dispersión conforme a la
invención con como mínimo otra dispersión acuosa de resina alquídica
no tratada.
El segundo tema importante de la invención se
refiere a un proceso para la preparación de una dispersión acuosa
conforme a la invención, que comprende al menos las etapas
siguientes:
a) tratamiento oxidante, antes y/o durante y/o
después de la etapa de formación de la dispersión, de al menos una
resina alquídica, que tenga un nivel en peso de ácido graso
insaturado conjugado de cómo mínimo un 5% con respecto a la resina
alquídica total, con como mínimo un agente oxidante seleccionado
entre: los hidroperóxidos, incluyendo el H_{2}O_{2}, los
peróxidos o el oxígeno singlete, y a una temperatura que varia:
- i)
- entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC y preferiblemente de 50 a 90ºC, cuando dicho tratamiento oxidante tiene lugar después de la etapa de formación de la dispersión acuosa, y
- ii)
- entre 50 y 150ºC y preferiblemente de 50 a 140ºC, y más preferiblemente de 70 a 120ºC, y todavía más preferiblemente de 70 a menos de 100ºC, cuando dicho tratamiento oxidante tiene lugar antes de la etapa de formación de la dispersión acuosa, y
- iii)
- entre 50 y menos de 100ºC y preferiblemente de 50 a 90ºC, cuando dicho tratamiento oxidante tiene lugar durante la etapa de formación de la dispersión acuosa, y más específicamente antes de la etapa de la inversión de fases
b) dispersión acuosa de dicha resina alquídica
antes o durante o después del tratamiento oxidante.
Conforme a la forma preferida, el nivel en peso
de ácido graso insaturado conjugado con respecto al total de dicha
resina alquídica es de cómo mínimo un 10% en peso y el agente
oxidante se selecciona entre: hidroperóxidos de fórmula general
ROOH con R elegido entre H, grupos alquilo o aralquilo y con un
nivel en peso que oscila entre 0,05 y 5% y preferiblemente entre
0,05 y 2%, y más preferiblemente entre 0,05 y 1,5%, y todavía más
preferiblemente entre el 0,1 y el 1% con respecto al total de dicha
resina. De acuerdo a una configuración más especial de este
proceso, el nivel por peso de ácido graso insaturado conjugado
oscila entre el 10 y el 60% y preferiblemente entre el 15 y el 50%,
y más preferiblemente entre el 20 y el 50%, y el nivel total por
peso de ácido graso oscila entre el 30 y el 70%, y más
preferiblemente entre el 30 y el 60%, con respecto a la resina con
el nivel en peso de ácido graso insaturado conjugado con respecto al
ácido graso total que puede variar entre el 15 y el 85% y
preferiblemente entre el 25 y el 70%, y más preferiblemente entre el
35 y el 70%.
Las características adicionales preferidas
siguientes pueden asociarse a la dispersión acuosa obtenida por
este proceso: la dispersión tiene un tamaño de partícula medio entre
50 y 500 nm y preferiblemente entre 100 y 300 nm con un contenido
en sólidos que oscila entre el 30 y el 70%, y más preferiblemente
entre el 40 y el 60%. Conforme a una configuración preferida, la
etapa del tratamiento oxidante se lleva a cabo se lleva a cabo
usando una solución acuosa de H_{2}O_{2} que comprende de un 15
a un 60% y preferiblemente entre un 25 y un 45% de H_{2}O_{2}.
La duración del tratamiento oxidante puede variar según el nivel de
agente oxidante y conforme a la temperatura del tratamiento y puede
oscilar entre 5 minutos y 5 horas. Preferiblemente, en el caso del
H_{2}O_{2}, esta duración puede variar de 5 minutos a 2 horas y
más preferiblemente de 10 minutos a 1 hora.
Una forma alternativa de este proceso comprende
una etapa de neutralización que puede ser previa o posterior a la
del tratamiento oxidante. La etapa de la neutralización siempre
tiene lugar antes que la de formación de la dispersión.
Según otra forma alternativa de este proceso, la
etapa de la dispersión acuosa de la resina alquídica se lleva a
cabo después de al menos una neutralización parcial de los grupos
funcionales de carboxilo de la resina alquídica. Según otra forma,
la neutralización puede efectuarse después del tratamiento oxidante
y antes de la etapa de formación de la dispersión acuosa. Es
posible ajustar el pH después de formar la dispersión con el fin de
cumplir las especificaciones particulares requeridas por las
fórmulas de aplicación. La etapa de neutralización se lleva a cabo
con un agente neutralizante que se puede seleccionar entre: un
hidróxido de metal alcalino, como el LiOH, KOH o NaOH, o bien
aminas, como amoníaco, trietilamina, dietanolamina o
aminometilpropanol.
El proceso de la invención puede comprender una
etapa de autoemulsificación, situada después de la etapa de
neutralización parcial de los grupos carboxilo de la resina
alquídica, en particular si ésta última tiene un índice de acidez
de al menos 40. Para un índice de acidez muy inferior a 40 mg de
KOH/g de resina, esta etapa de autoemulsificación se puede combinar
con, o ser reemplazada por una etapa de dispersión en presencia de
al menos un tensoactivo. Preferiblemente, la etapa de dispersión
conforme a este proceso se lleva a cabo en presencia de al menos un
tensoactivo seleccionado entre los tensoactivos no iónicos,
preferiblemente los tensoactivos aniónicos, y/o los tensoactivos no
iónicos o los mixtos, tal como se ha definido antes.
Según una primera configuración de la etapa de
tratamiento, esta última tiene lugar a una temperatura que oscila
entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC, preferiblemente
entre 50 y 90ºC, después de formar la dispersión acuosa y después
de una etapa de neutralización de la resina alquídica que tiene
lugar antes de la etapa de formación de la dispersión acuosa. Se
desea un ajuste previo del pH previamente a la adición del
H_{2}O_{2} a la dispersión con el fin de compensar la caída
relativa del pH resultante de esta adición, siendo éste el caso con
el fin de proporcionar una mejor estabilidad a la dispersión.
Según una segunda configuración de la etapa de
tratamiento oxidante, este último tiene lugar directamente en la
resina alquídica antes de la etapa de formación de la dispersión
acuosa y a una temperatura que oscila entre 50 y 150ºC, y
preferiblemente entre 50 y 140ºC, y más preferiblemente entre 70 y
120ºC, y todavía más preferiblemente entre 70 y menos de 100ºC. Por
definición, esta etapa tiene lugar antes de la etapa de formación
de la dispersión acuosa y preferiblemente antes de una etapa de
neutralización y después de la etapa final de preparación de dicha
resina alquídica.
Una tercera configuración del proceso con
respecto al tratamiento oxidante consiste en llevar a cabo este
tratamiento durante la etapa de formación de la dispersión y más
específicamente antes de la etapa de inversión de fases, a una
temperatura de tratamiento entre 50 y menos de 100ºC y
preferiblemente entre 50 y 90ºC.
Una cuarta configuración del proceso con
respecto al tratamiento oxidante consiste en crear una combinación
de al menos dos configuraciones de las tres anteriores descritas.
Esto significa, conforme a esta cuarta configuración del proceso,
que el tratamiento oxidante puede tener lugar, con respecto a la
etapa de formación de la dispersión: o bien antes y después, o
antes y durante, o durante y después, o antes y durante y
después.
La etapa de formación de la dispersión acuosa se
realiza en presencia de un tensoactivo y conforme a un proceso de
inversión de fases (cf. Multiphase Science and Technology, Vol. 12,
pp. 51-116, 2000- Phase Inversión and Associated
Phenomena - L.Y. Yeo, O.K. Matar, E.S. Perez de Ortiz, G.F. Hewitt)
y utilizando, como medio de dispersión, o un dispersor mecánico con
un efecto homogenizador eficaz o bien un dispositivo generador de
ultrasonidos.
Según una forma alternativa, el proceso para la
preparación de la dispersión acuosa conforme a la invención puede
comprender, después de la etapa de formación de la dispersión
acuosa, una etapa adicional que consistirá en una mezcla simple,
con agitación, para homogenizar al menos una dispersión acuosa tal
como se ha definido conforme a la invención con al menos otra
dispersión o emulsión de polímero o de resina que sea compatible
elegida entre: una emulsión de al menos un polímero, como un
polímero acrílico o estireno-acrílico o de vinilo,
o bien una dispersión acuosa de al menos un poliuretano o de al
menos un copolímero de ácido (met)acrílico o de al menos un
copolímero de anhídrido maleico, siendo posible que dichos
copolímeros sean neutralizados al menos parcialmente o bien
esterificados por alcoholes grasos, y dichos alcoholes grasos puedan
comprender insaturaciones en el secado.
Una forma alternativa final del proceso según la
invención puede comprender, después de la etapa de formación de la
dispersión acuosa, una etapa adicional que es una mezcla simple de
al menos dos dispersiones tal como se ha definido según la
invención, o de al menos una dispersión conforme a la invención con
al menos otra dispersión de resina alquídica no tratada conforme al
tratamiento de la invención.
El tercer tema importante de la invención es la
dispersión acuosa que tendrá un tamaño de partícula medio entre 50
y 500 nm, y preferiblemente entre 100 y 300 nm y un contenido en
sólidos entre el 30 y el 70%, y preferiblemente entre el 40 y el
60%, de al menos una resina alquídica que se podrá obtener conforme
a al menos una configuración del proceso de la invención tal como
se ha definido antes.
El cuarto tema importante de la invención se
refiere a una composición de revestimiento acuosa que comprende,
como ligante, al menos una dispersión acuosa de resina alquídica tal
como se define conforme a la invención. El revestimiento se
selecciona a partir de: pinturas o barnices acuosos decorativos o
industriales. Estas composiciones de revestimiento acuoso y en
particular las pinturas y los barnices tienen la ventaja adicional,
con respecto a las composiciones convencionales, de tener un nivel
reducido de agente de secado durante un tiempo de secado
significativamente reducido o bien de tener una ausencia completa
de agente de secado durante un tiempo controlado de secado aceptable
para las aplicaciones finales, respetándose el medio ambiente.
Un quinto tema importante de la invención hace
referencia al uso de una dispersión acuosa conforme a la invención
en revestimientos acuosos decorativos o industriales, que incluyen
revestimientos resistentes a la corrosión para metales, para
sustratos del grupo de: madera, metal, plástico, hormigón, yeso,
cerámica, ladrillo o metal compuesto. Las composiciones de
revestimiento formuladas a partir de una dispersión acuosa según la
invención pueden comprender un nivel reducido de al menos un agente
de secado y preferiblemente no comprenden ninguno. La ventaja del
secado rápido de las composiciones de revestimiento basadas en
dispersiones acuosas según la invención, se refería también a la
ventaja de la reducción en lo posible de la ausencia de agente de
secado, lo que hace posible el uso de estas dispersiones en
aplicaciones específicas donde es preciso un secado rápido (<6H)
para poder aplicar al menos una segunda capa el mismo día.
El último tema importante de la invención hace
referencia a los sustratos revestidos con al menos una de las
composiciones de revestimiento tal como se ha definido antes y que
comprende al menos una dispersión acuosa de resina alquídica
conforme a la invención. Preferiblemente, estos sustratos revestidos
no comprenden ningún residuo de agente de secado basado en metales
pesados, como el cobalto, manganeso, vanadio, zirconio, calcio,
bario, litio, plomo, estroncio, cerio, zinc y hierro, frecuentemente
utilizados en revestimientos convencionales. Las dispersiones de la
invención y los revestimientos que resultan de ellas son pues
favorables respetando el medio ambiente, mientras que tienen otros
aspectos de funcionamiento operacional al menos idénticos, sino
mejorados, con respecto a los revestimientos acuosos
convencionales.
Los siguientes ejemplos demuestran, sin
limitación alguna, los rendimientos de las dispersiones y
revestimientos obtenidos.
a) Ácidos:
b)
Polioles:
Proveedor | Naturaleza | |
Pentaeritritol | Perstorp | poliol |
c) Resinas alquídicas a granel antes del
tratamiento/dispersión:
La resina \alpha es una resina alquídica
convencional para dispersiones. Constituye un ejemplo comparativo
con respecto a la resina \beta conforme a la invención. La resina
\gamma constituye un ejemplo comparativo conforme a US 2 981 703,
ejemplo 1-C2-L57 a
C3-L1. La resina \delta es otro ejemplo conforme a
la invención.
f: funcionalidad de la resina: f= 2
\Sigma_{i}n_{i}f_{i}/M
n_{i} y f_{i} respectivamente, siendo los
números de moles y las funcionalidades del (poli)ácido y M el
número total de moles
I_{A} (mg KOH/g): índice de acidez, expresado
en mg de KOH/g
I_{OH} (mg KOH/g): índice de hidroxilo,
expresado en mg de KOH/g
\newpage
d) Otros aditivos:
1) Contenido en sólidos:
Evaluación conforme a ISO 3251 según las
condiciones: 1g, 1h, 125ºC y expresado en %.
\vskip1.000000\baselineskip
2) Viscosidad:
Evaluación de la viscosidad Noury a 110ºC en
resina a granel según el Standard AFNOR XPT 51213 y expresado en
mPa.s
Evaluación de la viscosidad de Brookfield a
23ºC, 10 rpm, usando los 2 y 3 ejes en un viscosímetro Brookfield
RVDVE-230 según la norma ISO 2555.
\vskip1.000000\baselineskip
3) Tamaño de partícula:
El tamaño de partícula se mide usando un
dispositivo del tipo Zetasizer - Malvern Instruments Ltd. La muestra
de dispersión se diluye en un recipiente transparente usando agua
desionizada filtrada y se mide el tamaño de las partículas mediante
barrido de láser a 90º.
\vskip1.000000\baselineskip
4) Índice de acidez e índice de hidroxilo:
Índice de acidez evaluado conforme a la norma
ISO 3682. Índice de hidroxilo evaluado según la norma NFT
30-403.
\vskip1.000000\baselineskip
5) Índice de yodo:
Evaluado según la norma NFT
60-203.
\vskip1.000000\baselineskip
6) Tiempo de secado:
Los tiempos de secado se evalúan usando un
registro del tiempo de secado BK de 3 velocidades (6h, 12h, 24h)
conocido por un experto en la materia, siendo las instrucciones del
mismo el método de evaluación. Dispositivo fabricado por The Mickle
Laboratory Engineering Co. Ltd., Goose Green, Gomshall, Guildford,
Surrey, GU5 9LJ, UK.
Las mediciones del tiempo de secado, en
particular en el núcleo, se toman sobre una película húmeda con un
espesor de 75 \mum aplicado con una revestidora manual durante
varias etapas de secado. Cada serie de muestras se evalúa en
comparación con una muestra de referencia.
\vskip1.000000\baselineskip
7) Dureza:
La dureza se evalúa usando un péndulo de dureza
Persoz, sobre películas con un espesor húmedo de 100 \mum
aplicado a láminas de vidrio, después de varias etapas de secado y
conforme a la norma ISO 1522.
\vskip1.000000\baselineskip
8) Amarilleamiento:
Dispositivo del tipo "Dr Lange" Micro Color
LMC Spectrocolorimeter.
Mediciones del índice de amarilleamiento Yi
conforme a la norma ASTM D1925 sobre películas secas con varios
tiempos de secado.
Las películas con un espesor húmedo de 150
\mum se aplican a diagramas Leneta usando un aplicador de película
Bird.
\vskip1.000000\baselineskip
9) Brillo:
Las mediciones se realizan usando un lustrómetro
BYK Gardner GMBH micro-TRI-brillo a
20º y 60º, después de varias etapas de secado para películas
húmedas con un espesor de 200 \mum depositadas sobre láminas de
vidrio, y conforme a la norma ISO 2813.
\vskip1.000000\baselineskip
10) Módulo elástico dinámico:
El módulo elástico dinámico E' es evaluado por
DMTA (Análisis Térmico Mecánico Dinámico) usando un reómetro
Analizador de sólidos reométrico (RSAII) a una frecuencia de 1 Hz
con un gradiente de temperatura de 5ºC por minuto desde -100ºC a
+250ºC en una película con un espesor húmedo de 500 \mum durante
varias etapas de secado a 23ºC, 50% ± 5% de humedad relativa.
\vskip1.000000\baselineskip
1) Proceso para la preparación de la resina a
granel antes del tratamiento/dispersión:
Los diversos constituyentes se calientan
mientras se burbujea nitrógeno, la reacción de esterificación tiene
lugar entre 230 y 250ºC, conforme a un proceso de fusión conocido
por un experto en la materia, de manera que la resina tiene las
características definidas en la tabla I-c).
\vskip1.000000\baselineskip
2) Dispersión de la resina a granel:
La resina que va a ser dispersada se calienta
entre 60 y 100ºC.
El tensoactivo se añade y la mezcla se agita
mientras se mantiene la misma temperatura, luego se añade LiOH
(10%), el agente neutralizante, mientras se continua agitando. Al
cabo de 10 minutos, se añade agua desionizada gradualmente. En
general, antes de la inversión, cuando se forma una emulsión de agua
en aceite, la viscosidad de la mezcla es bastante elevada. Este es
el motivo por el cual es necesaria una agitación enérgica para
obtener una buena mezcla de los componentes. Finalmente, se añade
el biocida y se ajustan, si es necesario, el contenido en sólidos y
el pH.
\vskip1.000000\baselineskip
3) Tratamiento con H_{2}O_{2}:
- a)
- Tratamiento de oxidación previo a la dispersión de la resina:
- Dependiendo de las circunstancias, la resina se calienta a la temperatura del tratamiento (entre 60 y 150ºC). Tras añadir el tensoactivo, el H_{2}O_{2} se añade gradualmente mientras se sigue agitando y mientras se mantiene la temperatura. La neutralización se lleva a cabo posteriormente a una temperatura inferior a 100ºC. La resina así tratada se dispersa posteriormente, todavía a una temperatura inferior a 100ºC.
- En otro método de tratamiento, cuando el tratamiento oxidante se lleva a cabo a una temperatura inferior a 100ºC, la neutralización puede efectuarse antes del tratamiento oxidante.
- b)
- Tratamiento oxidante después de la dispersión:
- Una vez dispersada la resina y preparada conforme a III 2), la adición de H_{2}O_{2} se lleva a cabo gradualmente a una temperatura entre 60 y 100ºC con agitación. Después de la adición, la emulsión se enfría lentamente a temperatura ambiente.
\vskip1.000000\baselineskip
4) Composición de las dispersiones:
\vskip1.000000\baselineskip
* NIS: tensoactivo no iónico | |
**: \begin{minipage}[t]{145mm}la resina usada en el ejemplo 6 es resina \beta; no podría ser emulsionada ya que se solidificaba al cabo de 2,5 horas de tratamiento de oxidación con oxígeno atmosférico. \end{minipage} | |
***: Cf US 2 981 703, Ej. 1 - C2 L57 a C3 L1 |
\vskip1.000000\baselineskip
5) Proceso para producir las dispersiones:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
*: conforme a US 3 222 308, C9-L53-56, Ej. III: tratamiento con O_{2} |
\vskip1.000000\baselineskip
6) Características esenciales de las
dispersiones:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(comp.): ejemplos comparativos. Los demás ejemplos están de acuerdo con la invención. |
\vskip1.000000\baselineskip
7) Módulo elástico dinámico de las películas
secas de las dispersiones:
Las películas con un espesor húmedo de 500
\mum (cf. II-10) se aplican a láminas de
polipropileno de las dispersiones que puedan tener o no un agente
secante a base de cobalto del tipo Durham Co 10 WM.
E'(MPa) | ||||
Muestra | ácido graso conjugado | Co/resina a granel | H_{2}O_{2} | 50 días |
Ej. 1 + 0,1% Co*(comp.) | no | 0,1% | 0% | 0,48 |
Ej. 5 | si | 0% | 1% | 1,54 |
*: 0,1% en peso de cobalto con respecto al ligante seco (= 100 g Ej. 1 + 0,5 g Durham Co 10 WM) |
El módulo elástico dinámico E' en el plató es un
indicador del grado de reticulación de la película en su
totalidad.
Los rendimientos de las dispersiones alquídicas
descritas con anterioridad son evaluados sobre películas aplicadas
a base de fórmulas de pintura brillante. Un agente secante a base de
cobalto (Durham Co 10 WM, Elementis Specialities) se añade en los
ejemplos comparativos para mostrar los rendimientos con y sin agente
secante.
Un gran parte del agua se vierte en un
recipiente dotado de una camisa enfriada y el biocida, el agente
dispersante, el agente antiespumante, el dióxido de titanio y una
parte de espesante de gradiente de cizallamiento elevado se añaden
posteriormente agitando lentamente.
La velocidad del dispersante (Dispermat® CV) se
ajusta luego de manera que se obtenga una dispersión óptima. La
dispersión se lleva a cabo durante 20 minutos. La base de molienda
así preparada se incorpora posteriormente a la dispersión
alquídica, que podrá haberse mezclado o no con el agente secante.
Los espesantes se añaden posteriormente para ajustar la
reología.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación 1: | ||
Componente/referencia | Función | Partes en peso |
Agua | 83,65 | |
Acticide SPX | Biocida | 1,5 |
Dispex N40 | Agente dispersante | 1,55 |
Byk N40 | Agente antiespumante | 1,3 |
Óxido de Ti RHD2 | Dióxido de titanio | 258 |
Dispersión alquídica | Ligante | 633 |
(con contenido en sólidos del 50%) | ||
Durham CO 10 WM | Agente secante a base de cobalto | 0 ó 2,8 |
Acrysol RM2020 | Espesante de gradiente de alto cizallamiento | 18 |
Acrysol RM8W | Espesante de gradiente de bajo cizallamiento | 3 |
\newpage
PVC = 18,8%
Contenido de sólidos por peso = aproximadamente
58%
Contenido de sólidos por volumen =
aproximadamente 45%
El grosor de la película y su método de
aplicación varían conforme al análisis deseado.
Para cada medición, se debería hacer referencia
al método de análisis correspondiente en la sección II.
Claims (37)
1. Dispersión acuosa que
comprende al menos una resina alquídica, caracterizada porque
dicha resina alquídica se obtiene a partir de al menos un ácido
graso insaturado conjugado que representa, en peso, al menos un 5%
de dicha resina, y por que dicha resina es tratada antes y/o durante
y/o después de formar la dispersión acuosa, con al menos un agente
oxidante seleccionado entre: hidroperóxidos, que incluyen el
H_{2}O_{2}, peróxidos o bien oxígeno singlete, y por que la
temperatura del tratamiento oxidante está:
- i)
- entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC, preferiblemente entre 50 y 90ºC, cuando tiene lugar después de formar la dispersión acuosa, y
- ii)
- entre 50 y 150ºC, cuando tiene lugar antes de formar la dispersión acuosa, y
- iii)
- entre 50 y menos de 100ºC y preferiblemente entre 50 y 90ºC, cuando el tratamiento tiene lugar durante la etapa de dispersión acuosa y de forma que el tamaño de partícula medio se sitúa entre 50 y 500 nm y el contenido en sólidos entre el 30 y el 70%.
2. Dispersión acuosa conforme a
la reivindicación 1, que se caracteriza porque el nivel de
ácido graso insaturado conjugado en dicha resina es como mínimo del
10% en peso y por que dicho agente oxidante se elige entre: los
hidroperóxidos de fórmula general ROOH, siendo R un H, un alquilo o
aralquilo, y con un nivel del 0,05% al 5% en peso respecto al total
de dicha resina.
3. Dispersión acuosa conforme a
cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que se caracteriza
porque el nivel de ácido graso insaturado conjugado oscila entre el
10 y el 60% en peso y preferiblemente entre el 15 y el 50% y porque
el nivel total de ácido graso se sitúa entre el 30 y el 70% en peso
respecto a dicha resina, con un nivel en peso de ácido graso
insaturado conjugado basado en la cantidad total de ácido graso que
oscila entre el 15 y el 85%, y preferiblemente entre el 25 y el
70%.
4. Dispersión conforme a una de
las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque dicho
hidroperoxido se elige de: H_{2}O_{2}, hidroperoxido de cumilo o
de t-butilo y preferiblemente H_{2}O_{2}
acuoso.
5. Dispersión conforme a una de
las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque dicho
tratamiento oxidante tiene lugar en ausencia de cualquier agente
secante.
6. Dispersión acuosa conforme a
una de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque
dicha resina alquídica, previamente al tratamiento oxidante tiene un
peso molecular medio M_{w} que oscila entre 10 000 y 500 000 y
preferiblemente entre 20 000 y 300 000 y un índice de acidez que no
excede 70, un índice de OH que oscila entre 20 y 150 y una
funcionalidad media que oscila entre 1,9 y 2,1.
7. Dispersión acuosa conforme a
una de las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza porque
dicho ácido graso insaturado conjugado es el producto de
isomerización de los ácidos grasos insaturados elegidos entre el
ácido linoleico, ácido linolénico, el ácido graso de aceite de
girasol, ácido graso de resina líquida o ácido graso de aceite de
soja o los productos de deshidratación del ácido graso de aceite de
castor.
8. Dispersión acuosa conforme a
una de las reivindicaciones 1 a 7, que se caracteriza porque
el componente ácido del que se obtiene dicha resina comprende,
además del ácido graso insaturado conjugado, al menos otro ácido
graso insaturado conjugado, al menos un ácido graso saturado, al
menos un ácido policarboxílico o bien el derivado anhídrido
correspondiente, y al menos un ácido monocarboxílico no graso.
9. Dispersión acuosa conforme a
una de las reivindicaciones 1 a 8, que se caracteriza porque
el agente oxidante es H_{2}O_{2} en solución acuosa a una
concentración que oscila entre el 15 y el 60% y preferiblemente
entre el 25 y el 45% en peso con respecto a la solución acuosa y a
un nivel del 0,05 al 2% en peso respecto a dicha resina
alquí-
dica.
dica.
10. Dispersión acuosa conforme a una
de las reivindicaciones 1 a 9, que se caracteriza porque el
tratamiento oxidante tiene lugar después de la etapa de formación de
la dispersión acuosa de dicha resina alquídica, a una temperatura
de tratamiento inferior a 100ºC y preferiblemente entre 50 y
90ºC.
11. Dispersión acuosa conforme a una
de las reivindicaciones 1 a 10, que se caracteriza porque el
tratamiento oxidante tiene lugar antes de formar la dispersión
directamente en la resina alquídica, a una temperatura entre 50 y
150ºC.
12. Dispersión acuosa conforme a una
de las reivindicaciones 1 a 11, que se caracteriza porque
comprende al menos un tensoactivo seleccionado de los tensoactivos
iónicos y/o no iónicos y/o tensoactivos mixtos.
13. Dispersión acuosa conforme a una
de las reivindicaciones 1 a 12, que se caracteriza porque
comprende al menos un tensoactivo no iónico, y opcionalmente en
combinación con al menos un tensoactivo aniónico a un nivel global
en peso que oscila entre el 5 y el 15%, preferiblemente entre el 7 y
el 12%, respecto a dicha resina alquídica, y si se usan
tensoactivos aniónicos con un porcentaje en peso de iónico a no
iónico que oscila entre 25/75 y 50/50.
14. Dispersión acuosa conforme a una
de las reivindicaciones 1 a 13, que se caracteriza porque
comprende además al menos otro polímero o al menos otra resina
añadida después de formar la dispersión, llevándose a cabo dicha
adición por la simple mezcla con al menos otra emulsión de polímero
acrílico o estireno-acrílico o vinílico, o con al
menos una dispersión acuosa de poliuretano o con al menos un
copolímero de ácido (met)acrílico o con al menos un
copolímero de anhídrido maleico que puede ser esterificado al menos
parcialmente por alcoholes grasos que pueden comprender
instauraciones del secado.
15. Dispersión acuosa conforme a una
de las reivindicaciones 1 a 14, que se caracteriza porque es
un producto de la mezcla de al menos dos dispersiones tal como se ha
definido conforme a una de las reivindicaciones 1 a 14 o bien de al
menos una dispersión tal como se ha definido conforme a estas
reivindicaciones con al menos otra dispersión de resina alquídica
no tratada.
16. Proceso para la preparación de
una dispersión acuosa definida conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 15 que se caracteriza porque comprende
al menos las etapas siguientes:
a) tratamiento oxidante, antes y/o durante y/o
después de la etapa de formación de la dispersión, de al menos una
resina alquídica, que tenga un nivel en peso de ácido graso
insaturado conjugado de cómo mínimo un 5% con respecto a la resina
alquídica total, con como mínimo un agente oxidante seleccionado
entre: los hidroperóxidos, incluyendo el H_{2}O_{2}, los
peróxidos o el oxígeno singlete, y a una temperatura que varia:
- i)
- entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC y preferiblemente de 50 a 90ºC, cuando dicho tratamiento oxidante tiene lugar después de la etapa de formación de la dispersión acuosa, y
- ii)
- entre 50 y 150ºC, cuando dicho tratamiento oxidante tiene lugar antes de la etapa de formación de la dispersión acuosa, y
- iii)
- de 50 a menos de 100ºC y preferiblemente de 50 a 90ºC cuando el tratamiento oxidante tiene lugar durante la fase de dispersión acuosa,
b) dispersión acuosa de dicha resina alquídica
antes o durante o después del tratamiento oxidante.
17. Proceso conforme a la
reivindicación 16, que se caracteriza porque el nivel en peso
de ácido graso insaturado conjugado respecto a la cantidad de dicha
resina alquídica es de cómo mínimo un 10% en peso y por que dicho
agente oxidante se selecciona entre: hidroperóxidos de fórmula
general ROOH, con R elegido de H, alquilos o aralquilos, y con un
nivel en peso que oscila entre un 0,05 y un 5% respecto a la
cantidad de dicha resina.
18. Proceso conforme a la
reivindicación 16 o reivindicación 17, que se caracteriza
porque el nivel en peso de ácido graso insaturado oscila entre el
10 y el 60%, y por que el nivel total en peso de ácido graso es del
30 al 70% respecto a dicha resina, con un nivel en peso de ácido
graso insaturado conjugado con respecto al ácido graso total que
varía del 15 al 85%.
19. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 18, que se caracteriza porque dicho
tratamiento oxidante se lleva a cabo usando una solución acuosa de
H_{2}O_{2}, que comprende un 15 a un 60% y preferiblemente un
25 a un 45% de H_{2}O_{2}.
20. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 19, que se caracteriza porque comprende
una etapa de neutralización adicional posterior o previa a la del
tratamiento oxidante.
21. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 20, que se caracteriza porque la
dispersión acuosa de la resina alquídica se produce después de una
neutralización al menos parcial de los grupos funcionales de
carboxilo de la resina alquídica.
22. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 21, que se caracteriza porque la
formación de la dispersión se lleva a cabo en presencia de al menos
un tensoactivo seleccionado de los tensoactivos iónicos y/o
tensoactivos no iónicos y/o tensoactivos mixtos.
23. Proceso conforme a la
reivindicación 22, que se caracteriza porque el tensoactivos
es al menos un tensoactivo no iónico, y posiblemente en combinación
con al menos un tensoactivo aniónico, a un nivel global en peso que
oscila entre el 5 y el 15%, preferiblemente entre el 7 y el 12%
respecto a dicha resina alquídica, y si se utilizan tensoactivos
aniónicos con un porcentaje en peso de iónico frente a no iónico
que oscila entre 25/75 y 50/50.
24. Proceso conforme a cualquiera
de las reivindicaciones 22 y 23, que se caracteriza porque
dicho tensoactivo no iónico se selecciona de: alcoholes grasos
etoxilados C_{12}-C_{18} con 2 a 35 EO,
alcoholes grasos etoxilados iso-C_{10} con
2-40 EO, alcoholes grasos monoramificados
C_{10}-C_{18} etoxilados con
2-40 EO, ésteres de sorbitol C_{8}, ésteres de
sorbitol etoxilados con 5-20 unidades EO, o bien
ácidos grasos C_{12}-C_{18} etoxilados con
7-100 EO, aceite de castor etoxilado con
30-40 EO, aceite de castor hidrogenado etoxilado
con 7-60 EO, ésteres grasos de palmitato de
glicerilo, estearato de glicerilo, estearato de etilenglicol,
estearato de dietilenglicol, estearato de propilenglicol, estearato
de polietilenglicol 200 o bien éster graso C_{18} etoxilado con
2-15 EO.
25. Proceso conforme a la
reivindicación 20, que se caracteriza porque la etapa de
neutralización se lleva a cabo con un agente neutralizante
seleccionado de: hidróxido de metal alcalino, más particularmente
amoníaco, trietilamina, dietanolamina o aminometilpropanol.
26. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 25, que se caracteriza porque la etapa
de tratamiento oxidante se lleva a cabo a una temperatura que oscila
entre 50 y 150ºC, antes de la etapa de formación de la dispersión
acuosa y antes de una etapa de neutralización y después de la etapa
final de preparación de dicha resina alquídica.
27. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 25, que se caracteriza porque la etapa
de tratamiento oxidante se lleva a cabo a una temperatura que oscila
entre la temperatura ambiente y menos de 100ºC, preferiblemente de
50 a 90ºC, después de la formación de la dispersión acuosa y después
de una etapa de neutralización de la resina alquídica que tiene
lugar antes de la etapa de formación de la dispersión acuosa.
28. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 14 a 25, que se caracteriza porque la etapa
de formación de la dispersión acuosa se lleva a cabo en presencia de
un tensoactivo y por un proceso de inversión de fases y usando,
como medio de dispersión, un dispersador mecánico o un dispositivo
generador de ultrasonidos.
29. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 28, que se caracteriza porque la etapa
de tratamiento oxidante se lleva a cabo tanto antes como después, o
bien antes y durante, o bien durante y después, o antes y durante y
después de la etapa de formación de la dispersión acuosa.
30. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 29, que se caracteriza porque
comprende, después de la etapa de formación de la dispersión
acuosa, una etapa adicional que es una mezcla simple, con
agitación, con el fin de homogenizar al menos una dispersión acuosa
tal como se define conforme a una de las reivindicaciones 1 a 13 o
bien se obtiene por el proceso según se define en una de las
reivindicaciones 16 a 29, con al menos otra dispersión acuosa o
emulsión de polímero o de resina que sea compatible, elegida de las
emulsiones de al menos un polímero acrílico o
estireno-acrílico o vinílico o de al menos una
dispersión acuosa de al menos un copolímero de ácido
(met)acrílico o de al menos un copolímero de anhídrido
maleico, siendo posible que dichos copolímeros sean neutralizados
al menos parcialmente o bien esterificados por alcoholes grasos,
comprendiendo dichos alcoholes grasos insaturaciones por secado.
31. Proceso conforme a una de las
reivindicaciones 16 a 29, que se caracteriza porque
comprende, después de la etapa de formación de la dispersión
acuosa, una etapa adicional que es una mezcla simple de al menos
dos dispersiones definidas en una de las reivindicaciones 1 a 13 o
bien obtenidas conforme al proceso definido en una de las
reivindicaciones 16 a 30 o bien de al menos una dispersión definida
conforme a las reivindicaciones 1 a 13 con al menos otra dispersión
de resina alquídica no tratada.
32. Dispersión acuosa de al menos
una resina alquídica que se puede obtener conforme al proceso tal
como se ha definido conforme a una de las reivindicaciones 16 a
31.
33. Composición de revestimiento
acuosa que comprende, como ligante, al menos una dispersión acuosa
según se define conforme a una de las reivindicaciones 1 a 15 ó 32 o
bien tal como se obtiene conforme al proceso definido según una de
las reivindicaciones 16 a 31.
34. Composición conforme a la
reivindicación 33, que se caracteriza porque dicho
revestimiento se selecciona de : pinturas acuosas decorativas o
industriales o barnices.
35. Composición conforme a
cualquiera de las reivindicaciones 33 y 34, que se
caracteriza porque comprende al menos un agente de secado a
un nivel reducido o, preferiblemente, porque no comprende ningún
agente de secado.
36. Uso de una dispersión acuosa
conforme a una de las reivindicaciones 1 a 15 o 32 o según se
obtiene conforme al proceso de una de las reivindicaciones 16 a 31
en revestimientos acuosos decorativos o industriales, que incluyen
revestimientos resistentes a la corrosión, para sustratos
seleccionados entre: madera, metal, plástico, hormigón, yeso,
cerámica, ladrillo o metal compuesto.
37. Sustratos revestidos de al
menos una de las composiciones de revestimiento según se define
conforme a las reivindicaciones 33 a 35.
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