ES2332707T3 - Utilizacion de un tensioactivo de silicona en composiciones abrillantadoras. - Google Patents
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Abstract
Una composición abrillantadora acuosa para aplicar un recubrimiento a un substrato, comprendiendo la composición abrillantadora: (a) un polímero formador de película y (b) un tensioactivo de silicona iónico, en la que el recubrimiento es resistente al ensuciado.
Description
Utilización de un tensioactivo de silicona en
composiciones abrillantadoras.
La invención se refiere a composiciones
abrillantadoras acuosas, resistentes a la suciedad, que comprenden
polímeros formadores de película y un tensioactivo de silicona
iónico.
Esta invención se refiere a composiciones
abrillantadoras, en particular abrillantadores de suelos. La
conveniencia de un abrillantador aplicado a un substrato depende
con frecuencia de una variedad de propiedades físicas que están
afectadas por la elección de tensioactivo. Por ejemplo, la lisura y
la resistencia al ensuciado de un abrillantador puede depender del
tensioactivo. La "lisura" se refiere a la uniformidad del
recubrimiento después de que se haya secado el abrillantador
aplicado a la superficie, para formar una película. La
"resistencia al ensuciado" se refiere a la capacidad del
abrillantador para retener su aspecto después de su exposición a la
suciedad.
La patente europea
EP-A-0 839 876 se refiere a una
cierta composición de recubrimiento, acuosa, que incluye un
material activo o composición disuelta, suspendida o emulsionada en
agua, una cantidad estabilizante de un polímero de modificación
reológica y un agente de modificación de la tensión superficial
dinámica, que tiene una tensión superficial menor que 3,5x10^{-4}
N/m (35 dinas/cm) para modificar las características de flujo de la
composición de recubrimiento.
Los tensioactivos reducen la tensión superficial
del abrillantador y mejoran de ese modo las características de
humectación y de igualación del abrillantador. Los tensioactivos
fluorocarbonados, que datan de la mitad de los años 50, han sido
los agentes de humectación y de igualación más populares usados por
la industria de los abrillantadores de suelos. Estos tensioactivos,
descritos además en las patentes de EE.UU. Nos. 2.937.098 (Geen) y
3.163.547 (Vietor), se usan típicamente en concentraciones muy
bajas, tales como aproximadamente 0,01% en peso de la formulación
total. Debido a que se pueden usar los tensioactivos
fluorocarbonados a dichos niveles bajos, sólo plantean típicamente
efectos adversos minoritarios sobre las propiedades finales tales
como la resistencia a la suciedad de la película abrillantadora
seca.
Muchos tensioactivos fluorocarbonados contienen
restos perfluorooctilo. Estos tensioactivos se degradan por último
a compuestos que contienen perfluorooctilo. Se ha indicado que
ciertos compuestos que contienen perfluorooctilo pueden tender a
bioacumularse en organismos vivos; esta tendencia se ha citado como
una preocupación potencial respecto a algunos compuestos
fluoroquímicos. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº
5.688.844 (Baker et al.). Como resultado, hay una necesidad
reconocida de sustituir los tensioactivos fluorocarbonados en los
abrillantadores de suelos.
Se conocen en la técnica algunos tensioactivos
no fluorados para acabados de suelos. En la patente de EE.UU. Nº.
3.728.418 (Gleason) se describen diversos compuestos de fosfato. En
las patentes de EE.UU. Nos. 4.168.255 (Lewis et al),
4.017.662 (Gehman et al.) y 3.554.790 (Gehman) se describen
sales de metal alcalino y de amina de ácidos grasos con 12 a 18
átomos de carbono. En la patente de EE.UU. Nº. 4.131.585 (Feigin) se
discute el uso de un hidrocarburo alifático no lineal o mezcla de
hidrocarburos con 8 a 15 átomos de carbono o un resto alquilbenceno
con 8 a 12 átomos de carbono en la cadena alquílica como agentes
igualadores.
El uso de diversos agentes humectantes no
iónicos, preparados por la adición de óxido de etileno a compuestos
que contienen uno o más átomos de hidrógeno activos, se describe en
la patente de EE.UU. Nº. 4.017.662 (Gehman et al.). En la
patente de EE.UU. Nº 4.317.755 (Gregory) se indica que se prefieren
tensioactivos no iónicos, aunque a veces se pueden usar
tensioactivos aniónicos en abrillantadores de suelos. Los
tensioactivos no iónicos preferidos son el óxido de etileno y/u
óxido de propileno derivados de fenoles alquílicos, ácidos
alifáticos, alcoholes alifáticos, glicoles, éteres de glicol,
ésteres alquilarílicos y aceites vegetales. En la patente de EE.UU.
Nº 4.923.514 (Brown) se describen formulaciones de abrillantadores
de suelos con tensioactivos tales como etoxilatos de nonilfenol,
amina alcoxilada y aminas grasas etoxiladas.
El uso de un copolímero de bloque de
polisiloxano y oxialquileno, hidrolíticamente estable, con un peso
molecular por debajo de aproximadamente 25.000 se describe en las
patentes de EE.UU. Nos. 3.306.869 (Lahr et al.) y 3.429.842
(Wolstoncroft) como agente de igualación en un abrillantador de
suelos.
La mayoría de estos agentes de igualación no
fluorados se deben usar a concentraciones mayores que los materiales
fluorados en las formulaciones de abrillantadores de suelos. Por
consiguiente, es más probable que se vean afectadas adversamente
propiedades físicas importantes del recubrimiento, tal como la
resistencia al ensuciado. Algunos tensioactivos presentan pesos
moleculares tan altos que no pueden migrar eficazmente a la
superficie del substrato y proporcionar la reducción de la tensión
superficial deseada, requerida para la producción de recubrimientos
lisos. Por otra parte, los tensioactivos hidrocarbonados no producen
típicamente recubrimientos que sean resistentes al ensuciado, un
criterio importante para una composición abrillantadora.
Hemos proporcionado un tensioactivo que presenta
efectos adversos mínimos sobre las propiedades finales del
recubrimiento seco. Los tensioactivos de silicona iónicos presentan
buenas características de humectación e igualación que facilitan la
producción de un recubrimiento liso al tiempo que se mantienen
buenas propiedades antiensuciado. Los tensioactivos de silicona
iónicos realizan comparablemente al tensioactivo fluoroquímico del
estado de la técnica.
La presente invención proporciona una
composición abrillantadora acuosa que comprende un tensioactivo de
silicona iónico y un polímero formador de película. Las
composiciones abrillantadoras pueden producir recubrimientos lisos
y resistentes a la suciedad cuando se aplican a un substrato tal
como, por ejemplo, superficies de suelos, paredes y sanitarios. Los
abrillantadores son muy aptos en particular para aplicación a
superficies de suelos. Las composiciones abrillantadoras realizan
tan bien como formulaciones del estado de la técnica que contienen
un tensioactivo fluorocarbonado.
Típicamente, la composición abrillantadora
contiene de 0,01 a 5,0 por ciento en peso de tensioactivo de
silicona iónico, basado en el peso de la composición
abrillantadora. El tensioactivo de silicona iónico comprende un
grupo de silicona y uno o más grupos iónicos. En una realización
preferida, el grupo iónico es aniónico. Los grupos aniónicos
adecuados incluyen: carboxilato, sulfonato, fosfonato, sulfato y
fosfato. Preferiblemente, el grupo aniónico es un carboxilato. Un
grupo carboxilato preferido en particular es el ftalato. Una porción
de los grupos aniónicos puede ser un resto ácido tal como: ácido
carboxílico, ácido sulfónico, ácido fosfónico, ácido sulfúrico y
ácido fosfórico. El peso molecular medio del tensioactivo es menor
que 10.000.
Los polímeros formadores de película son
típicamente: polímeros acrílicos, copolímeros acrílicos, copolímeros
de estireno acrílicos o mezclas de los mismos. Las composiciones
abrillantadoras de suelos pueden contener también: compuestos de
metal polivalente, resinas solubles en álcali, ceras, plastificantes
permanentes y fugaces, despumadores y biocidas.
El contenido en sólidos de los abrillantadores
oscila desde 10 a 50 por ciento en peso, basado en el peso de la
composición abrillantadora. La tensión superficial estática oscila
típicamente desde 1,8x10^{-4} a 3,0x10^{-4} N/m (18 a 30
dinas/cm).
Otro aspecto de la invención proporciona métodos
para usar las composiciones abrillantadoras de la invención.
La invención proporciona una composición
abrillantadora acuosa que comprende un tensioactivo de silicona
iónico y un polímero formador de película. La composición
abrillantadora se puede aplicar a una variedad de substratos tales
como, por ejemplo, superficies de suelos, paredes y sanitarios.
Preferiblemente, el substrato es un suelo. Los recubrimientos son
lisos y resistentes al ensuciado.
El tensioactivo de silicona iónico comprende un
grupo de silicona y uno o más grupos iónicos. El grupo iónico puede
ser bien catiónico o aniónico. Los grupos catiónicos incluyen, por
ejemplo, sales ácidas de restos básicos. Los grupos catiónicos
adecuados incluyen las sales ácidas de amoníaco, aminas y amidas.
Los contraiones adecuados para grupos catiónicos son: haluros,
sulfatos, carbonatos y fosfatos. Los grupos aniónicos incluyen sales
básicas de restos ácidos. Los grupos aniónicos adecuados incluyen:
carboxilato, sulfonato, fosfonato, sulfato y fosfato. Los
contraiones preferidos para grupos aniónicos son metales alcalinos
tales como sodio y potasio; metales
alcalino-térreos tales como calcio y magnesio y
cationes que contienen nitrógeno. El grupo iónico puede ser una
mezcla de sales ácidas y básicas. Una porción de las sales ácidas o
básicas puede estar en las formas básica o ácida
correspondientes.
En una realización preferida de la invención, el
tensioactivo presenta un grupo aniónico que es un carboxilato. Los
grupos carboxilato adecuados incluyen, por ejemplo, benzoato,
ftalato, acetato, formiato, glicolato, octanoato, gluconato,
oxalato y lactato. El ftalato se prefiere en particular. El ión
ftalato puede estar parcialmente en forma de ácido ftálico.
El tensioactivo de silicona iónico puede
comprender además un poli(óxido de alquileno) tal como: poli(óxido
de etileno), poli(óxido de propileno), poli(óxido de butileno) y
mezclas de los mismos. Preferiblemente, el poli(óxido de alquileno)
es poli(óxido de etileno). En una realización preferida, el
tensioactivo presenta una estructura de "T" con una cadena
principal de siloxano y un grupo colgante de alcoxi que contiene un
grupo terminal iónico.
La composición abrillantadora contiene
típicamente de 0,01 a 5,0 por ciento en peso, preferiblemente de 0,1
a 2,0 por ciento en peso y más preferiblemente de 0,1 a 1,5 por
ciento en peso de tensioactivo de silicona iónico, basado en el
peso de la composición abrillantadora. El peso molecular medio del
tensioactivo es típicamente menor que 10.000 y preferiblemente menor
que 6.000.
Los polímeros formadores de película son
típicamente: polímeros acrílicos, copolímeros acrílicos, copolímeros
de estireno acrílicos o mezclas de los mismos. Los polímeros
acrílicos sólo contienen un tipo de monómero de acrilato mientras
los copolímeros acrílicos comprenden dos o más tipos diferentes de
monómeros de acrilato. Los copolímeros de estireno acrílicos
comprenden al menos un tipo de monómero de estireno y un tipo de
monómero de acrilato. Los monómeros de acrilato incluyen: ácido
acrílico, acrilato de butilo, acrilato de etilo, acrilato de
metilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilonitrilo,
acrilamida, ácido metacrílico, metacrilato de metilo, metacrilato
de etilo, metacrilato de butilo y metacrilamida. Los monómeros de
estireno incluyen estireno y alfa-metilestireno.
Los polímeros acrílicos adecuados como polímeros
formadores de película incluyen, por ejemplo,
Mor-glo 2 látex de Omnova Solutions, Inc. de
Chester, SC.
Los copolímeros acrílicos comercialmente
disponibles adecuados para composiciones abrillantadoras incluyen,
pero no están limitados a, copolímeros de metacrilato de
metilo/acrilato de butilo/ácido metacrílico (MMA/BA/MAA, por sus
siglas en inglés) y copolímeros de metacrilato de metilo/acrilato de
butilo/ácido acrílico (MMA/BA/AA, por sus siglas en inglés). Los
copolímeros MMA/BA/MAA y MMA/BA/AA están disponibles de Omnova
Solutions, Inc. de Chester, SC.
Los copolímeros de estireno acrílicos
comercialmente disponibles, adecuados, incluyen, pero no están
limitados a, copolímeros de estireno/metacrilato de metilo/acrilato
de butilo/ácido metacrílico (S/MMA/BA/MAA, por sus siglas en
inglés) y copolímeros de estireno/metacrilato de metilo/acrilato de
butilo/ácido acrílico (S/MMA/BA/AA, por sus siglas en inglés). Los
copolímeros S/MMA/BA/MAA y S/MMA/BA/AA disponibles de Omnova
Solutions, Inc. de Chester, SC.
La composición abrillantadora contiene
típicamente entre 5 y 50 por ciento en peso y preferiblemente entre
10 y 35 por ciento en peso de polímeros formadores de película,
basado en el peso de la composición abrillantadora.
Las composiciones abrillantadoras de suelos
también pueden contener compuestos de metal polivalente, resinas
solubles en álcali, ceras, plastificantes permanentes y fugaces,
despumadores y biocidas. El compuesto de metal polivalente mejora
la reticulación de los polímeros en la película y aumenta la
resistencia a los detergentes del abrillantador. Se pueden añadir
plastificantes o coalescentes poliméricos para disminuir la
temperatura de formación de película. Las resinas solubles en
álcali mejoran la capacidad del abrillantador para separarse del
substrato antes de volver a aplicar un recubrimiento fresco. Las
ceras mejoran el brillo del acabado y permiten que sea pulido el
acabado. Los biocidas ayudan a minimizar la formación de mohos o de
mildiu en el recubrimiento. Los antiespumantes y despumadores
minimizan la formación de burbujas en el recubrimiento.
Los metales polivalentes adecuados incluyen:
berilio, cadmio, cobre, calcio, magnesio, cinc, circonio, bario,
estroncio, aluminio, bismuto, antimonio, plomo, cobalto, hierro y
níquel. Aunque se puede añadir el compuesto de metal polivalente a
la composición abrillantadora en forma seca tal como un polvo, se
añade preferiblemente como disolución. El compuesto de metal
polivalente es típicamente un complejo de metal, una sal de metal de
un ácido orgánico o un quelato de metal. Los complejos de amoníaco
y amina de estos metales son particularmente útiles debido a su
alta solubilidad. Las aminas capaces de complejar a muchos metales
incluyen, por ejemplo, monoetanolamina, dietilaminoetanol y
etilendiamina. Los complejos de metal polivalente y las sales de
ácidos orgánicos son típicamente solubles en un intervalo de pH
alcalino. Los aniones de ácidos orgánicos incluyen: acetato,
formiato, carbonato, glicolato, octanoato, benzoato, gluconato,
oxalato y lactato. También se pueden usar quelatos de metal
polivalente en el caso de que el ligando sea un aminoácido bidentado
tal como glicina o alanina.
Se prefieren los iones de metal polivalente cinc
y cadmio. Los compuestos de metal polivalente preferidos incluyen:
acetato de cinc, acetato de cadmio, glicinato de cinc, glicinato de
cadmio, carbonato de cinc, carbonato de cadmio, benzoato de cinc,
salicilato de cinc, glicolato de cinc y glicolato de cadmio. En
algunas aplicaciones, se prefiere un ligando fugaz tal como
amoníaco. Un ligando se considera fugaz si al menos una porción del
ligando tiende a volatilizarse a medida que se seca el abrillantador
para formar una película sobre el substrato.
Las resinas solubles en álcali incluyen
copolímeros de estireno o viniltolueno con al menos un ácido o
anhídrido
\alpha-\beta-monoetilénicamente
insaturado, tal como resinas de estireno y anhídrido maleico,
aductos de colofonia/anhídrido maleico que están condensados con
polioles. Las resinas solubles en álcali presentan típicamente un
peso molecular medio ponderal de 500 a 10.000 y preferiblemente de
1.000 a 5.000. Las resinas se usan con frecuencia como un corte de
resina convencional, que es una disolución acuosa de la resina con
una sustancia alcalina con un catión fugaz tal como hidróxido de
amonio. La resina soluble en álcali se emplea típicamente en
cantidades de 0 a 20 por ciento en peso y preferiblemente en
cantidades de 0 a 15 por ciento en peso, basado en el peso de la
composición abrillantadora.
Las ceras o mezclas de ceras que se pueden usar
incluyen ceras de origen: vegetal, animal, sintético y/o mineral.
Las ceras representativas incluyen, por ejemplo, carnauba,
candelilla, lanolina, estearina, cera de abejas, cera de
polietileno oxidado, emulsiones de polietileno, polipropileno,
copolímeros de etileno y ésteres acrílicos, aceite de nuez de coco
hidrogenado o aceite de soja y las ceras minerales tales como
parafina o ceresina. Las ceras oscilan típicamente de 0 a 15 por
ciento en peso y preferiblemente de 2 a 10 por ciento en peso,
basado en el peso de la composición abrillantadora.
La composición abrillantadora acuosa contiene
típicamente de 1 a 10 por ciento en peso de plastificante, basado
en el peso de la composición abrillantadora. El plastificante
facilita la formación de película y permite que se usen
temperaturas inferiores para curar el recubrimiento aplicado a un
substrato. Debido a que los recubrimientos abrillantadores son con
frecuencia inherentemente resistentes y flexibles, con frecuencia no
es necesario impartir flexibilidad adicional al recubrimiento a
partir del plastificante. Por consiguiente, se prefiere un
plastificante fugaz o semifugaz sobre un plastificante permanente
para muchas aplicaciones. Un plastificante fugaz o semifugaz es un
plastificante que se evapora al menos parcialmente a medida que se
seca el recubrimiento. Los plastificantes permanentes no se
evaporan. Se pueden usar mezclas de plastificantes fugaces y
permanentes. El plastificante particular y la cantidad usada se
eligen de acuerdo con la demanda de compatibilidad con la
formulación, la eficacia en la disminución de la temperatura de
formación de película y la transparencia del recubrimiento.
Los plastificantes fugaces o coalescentes
incluyen, por ejemplo, los monobutil, monoetil, monometil u otros
monoalquil éteres de dietilenglicol o dipropilenglicol, isoforona,
alcohol bencílico, butil cellosolve y
3-metoxibutanol-1. Los
plastificantes permanentes incluyen, por ejemplo, ftalato de
bencilbutilo, ftalato de dibutilo, ftalato de dimetilo, fosfato de
trifenilo, bencilftalato de 2-etilhexilo, ésteres de
ácidos de aceite grasos de caprolactama, citrato de
acetiltributilo, toluenoetilsulfonamida, fosfato de tributoxietilo y
fosfato de tributilo. Algunos plastificantes, tales como el fosfato
de tributoxietilo, también pueden servir como agente de igualación.
Se pueden usar plastificantes permanentes sin la pérdida de las
propiedades de resistencia a la suciedad del abrillantador.
Las composiciones abrillantadoras de la
invención tienen típicamente un contenido en sólidos de 10 a 50 por
ciento en peso. En una realización, los sólidos oscilan de 10 a 30
por ciento en peso y preferiblemente de 15 a 25 por ciento en peso,
basado en el peso de la composición abrillantadora. En otra
realización de la invención, se proporciona una composición
abrillantadora concentrada que contiene hasta 35 a 50 por ciento en
peso de sólidos, basado en el peso de la composición abrillantadora.
Dichas composiciones concentradas se diluyen previamente al uso
bien mezclando el concentrado con agua o aplicando el abrillantador
con un fregasuelos húmedo o aplicador.
El pH de la composición abrillantadora está
típicamente en el intervalo de 6 a 10,5. Preferiblemente, el pH
está entre 7,5 y 9,9. El pH se puede ajustar usando diversas bases o
agentes tampón. Las bases o agentes tampón adecuados incluyen, por
ejemplo, bórax, hidróxido de sodio, fosfatos de álcali, silicatos de
álcali, carbonatos de álcali, amoníaco y aminas tales como
dietanolamina o trietanolamina.
Otro aspecto de la invención proporciona un
método para aplicar las composiciones abrillantadoras de esta
invención. Se puede aplicar el abrillantador a una variedad de
substratos incluyendo superficies de suelos, paredes y sanitarios.
Los substratos pueden ser: fibras, metal, plástico, madera, piedra,
ladrillo, vidrio, cemento, hormigón, cerámica, masonita, pared
seca, yeso y plástico. Las superficies de sanitarios pueden ser:
encimeras, mamparas de ducha, baños y urinarios. En una realización
preferida, el substrato es una superficie de suelos. La superficie
de suelos puede ser: madera, vinilo, linóleo, asfalto, asbestos,
hormigón y cerámica.
Típicamente, se aplican al substrato entre 1 y 8
recubrimientos de la composición abrillantadora. Por consiguiente,
la composición abrillantadora debe ser capaz de humedecer tanto el
substrato como los recubrimientos formados a partir de la
composición abrillantadora. La tensión superficial de la
composición abrillantadora se ajusta típicamente para que sea menor
que la energía superficial del substrato. Para aplicación a azulejos
de suelos, se ajusta la tensión superficial de la composición
abrillantadora por adición del tensioactivo iónico para que sea
menor que 3,0x10^{-4} N/m (30 dinas/cm). El intervalo típico de
tensión superficial estática es de 1,8x10^{-4} a 3,0 x10^{-4}
N/m (18 a 30 dinas/cm) y preferiblemente de 2,3x10^{-4} a
2,8x10^{-4} N/m (23 a 28 dinas/cm).
Las composiciones abrillantadoras de la presente
invención que comprenden un tensioactivo de silicona iónico y un
polímero formador de película se pueden aplicar a un substrato para
producir recubrimientos que sean resistentes al ensuciado. Los
abrillantadores realizan mejor que los que contienen tensioactivos
de silicona no iónicos o tensioactivos hidrocarbonados.
Adicionalmente, realizan tan bien o mejor que las formulaciones del
estado de la técnica que contienen fluorocarbonos.
La invención se resume en los siguientes
puntos:
- 1.
- Una composición abrillantadora acuosa para aplicar un recubrimiento a un substrato, comprendiendo la composición abrillantadora:
- (a)
- un polímero formador de película y
- (b)
- un tensioactivo de silicona iónico,
- en la que el recubrimiento es resistente al ensuciado.
- 2.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que el substrato se selecciona del grupo que consiste en una superficie de suelos, una de pared y una de sanitario.
- 3.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que el substrato es una superficie de suelos.
- 4.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que el tensioactivo de silicona iónico es tensioactivo de silicona aniónico.
- 5.
- La composición abrillantadora según el punto 4, en la que el tensioactivo de silicona aniónico contiene una sal básica seleccionada del grupo que consiste en un: carboxilato, fosfonato, fosfato, sulfato y sulfonato.
- 6.
- La composición abrillantadora según el punto 4, en la que el tensioactivo de silicona aniónico contiene un carboxilato.
- 7.
- La composición abrillantadora según el punto 6, en la que el carboxilato es ftalato.
- 8.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora contiene de 0,01 a 5 por ciento en peso del tensioactivo de silicona iónico.
- 9.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora contiene de 0,1 a 2 por ciento en peso del tensioactivo de silicona iónico.
- 10.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que el tensioactivo de silicona iónico presenta un peso molecular medio menor que 10.000.
- 11.
- La composición abrillantadora según el punto 10, en la que el peso molecular es menor que 6.000.
- 12.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora presenta un pH en el intervalo de 6 a 10,5.
- 13.
- La composición abrillantadora según el punto 12, en la que el pH está en el intervalo de 7,5 a 9,9.
- 14.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que el tensioactivo de silicona iónico comprende además un poli(óxido de alquileno).
- 15.
- La composición abrillantadora según el punto 14, en la que el poli(óxido de alquileno) es un poli(óxido de etileno).
- 16.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que el polímero formador de película se selecciona del grupo que consiste en: un polímero acrílico, un copolímero acrílico, un copolímero de estireno acrílico y mezclas de los mismos.
- 17.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora contiene de 5 a 50 por ciento en peso del polímero formador de película, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 18.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora contiene de 10 a 35 por ciento en peso del polímero formador de película, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 19.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora presenta un contenido en sólidos que oscila de 10 a 50 por ciento en peso, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 20.
- La composición abrillantadora según el punto 19, en la que el contenido en sólidos oscila desde 10 a 30 por ciento en peso, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 21.
- La composición abrillantadora según el punto 19, en la que el contenido en sólidos oscila de 35 a 50 por ciento en peso, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 22.
- La composición abrillantadora según el punto 1, en la que la composición abrillantadora presenta una tensión superficial entre 1,8x10^{-4} y 3,0x10^{-4} N/m (18 y 30 dinas/cm).
- 23.
- Una composición abrillantadora acuosa para aplicar un recubrimiento a un substrato, comprendiendo la composición abrillantadora:
- (a)
- un polímero formador de película;
- (b)
- un tensioactivo de silicona iónico y
- (c)
- un compuesto de metal polivalente, una resina soluble en álcali, una cera, un plastificante, un despumador, un biocida o mezclas de los mismos, en la que el recubrimiento es resistente al ensuciado.
- 24.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que el substrato se selecciona del grupo que consiste en una superficie de suelo, una de techo y una de sanitario.
- 25.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que el substrato es una superficie de suelo.
- 26.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que el tensioactivo de silicona iónico es un tensioactivo de silicona aniónico.
- 27.
- La composición abrillantadora según el punto 26, en la que el tensioactivo de silicona aniónico contiene una sal básica seleccionada del grupo que consiste en: carboxilato, fosfonato, fosfato, sulfato y sulfonato.
- 28.
- La composición abrillantadora según el punto 26, en la que el tensioactivo de silicona aniónico contiene un carboxilato.
- 29.
- La composición abrillantadora según el punto 28, en la que el carboxilato es ftalato.
\newpage
- 30.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que la composición abrillantadora contiene de 0,01 a 5 por ciento en peso del tensioactivo de silicona iónico.
- 31.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que el tensioactivo de silicona iónico presenta un peso molecular medio menor que 10.000.
- 32.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que la composición abrillantadora presenta un pH en el intervalo de 6 a 10,5.
- 33.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que el tensioactivo de silicona iónico comprende además un poli(óxido de alquileno).
- 34.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que el polímero formador de película se selecciona del grupo que consiste en: un polímero acrílico, un copolímero acrílico, un copolímero de estireno acrílico y mezclas de los mismos.
- 35.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que la composición abrillantadora presenta un contenido en sólidos que oscila de 10 a 50 por ciento en peso, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 36.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que la composición abrillantadora contiene de 5 a 50 por ciento en peso del polímero formador de película, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 37.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que la composición abrillantadora contiene de 10 a 35 por ciento en peso del polímero formador de película, basado en el peso de la composición abrillantadora.
- 38.
- La composición abrillantadora según el punto 23, en la que la composición abrillantadora presenta una tensión superficial entre 1,8x10^{-4} y 3,0x10^{-4} N/m (18 y 30 dinas/cm).
- 39.
- Un método para abrillantar un substrato que comprende recubrir el substrato con una composición abrillantadora de acuerdo con el punto 1.
- 40.
- El método según el punto 39, en el que el substrato se selecciona del grupo que consiste en una superficie de suelo, una de pared y una de sanitario.
- 41.
- El método según el punto 39, en el que el substrato es una superficie de suelo.
- 42.
- Un método para abrillantar un substrato que comprende recubrir el substrato con una composición abrillantadora de acuerdo con el punto 23.
- 43.
- El método según el punto 42, en el que el substrato se selecciona del grupo que consiste en una superficie de suelo, una de pared y una de techo.
- 44.
- El método según el punto 42, en el que el substrato es una superficie de suelo.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos describen además las
composiciones abrillantadoras de la invención, los métodos para usar
las composiciones abrillantadoras de la invención y los ensayos
realizados para determinar las diversas características de la
composición abrillantadora. Se proporcionan los ejemplos para fines
ejemplares para facilitar el entendimiento de la invención y no se
debería interpretar que se limita la invención a los ejemplos.
\vskip1.000000\baselineskip
Monoetil éter de dietilenglicol -
plastificante fugaz - disponible de Aldrich Chemical Company, Inc.;
Milwaukee, WI
SE21 - emulsión acuosa de fluido de
silicona - despumador - disponible de Wacker Silicones Corp.;
Adrian, MI
Kathon CG/ICP - mezcla de dos
isotiazolinonas - biocida - disponible de Rohm and Haas;
Philadelphia, PA
Ftalato de dibutilo - plastificante -
disponible de Aldrich Chemical Company, Inc.; Milwaukee, WI
KP-140 - fosfato de
tributoxietilo - plastificante - disponible de Great Lakes Chemical
Corporation; West Lafayette, IN
Mor-glo 2 látex -
copolímero de estireno/emulsión acrílica - polímero formador de
película - disponible de Omnova Solutions, Inc.; Chester SC
Syntran 3M280 - copolímero de acrilato -
polímero formador de película - disponible de Interpolymer
Corporation; Canton, MA
MC-28 -
estireno/disolución acrílica - resina soluble en álcali - disponible
de Omnova Solutions Inc; Chester, SC
325 N 35L - emulsión de polietileno de
alta densidad - cera - disponible de ChemCor; Chester, NY
43N40 - emulsión de cera de poliolefina -
cera - disponible de ChemCor; Chester, NY
Tergitol TMN-6 -
etoxilato de laurilo altamente ramificado - tensioactivo activo al
90% que contiene un grupo terminal hidroxi y que tiene un peso
molecular medio de 543 - disponible de Union Carbide Corporation;
Danbury, CT
Dynol 604 - alquinol alcoxilado -
tensioactivo activo al 100% - disponible de Air Products and
Chemicals, Inc; Allentown, PA
Triton XL-80N -
alcoxilato de alcohol primario de C_{8} a C_{10} - tensioactivo
activo al 100% que contiene un grupo terminal hidroxi y que tiene un
peso molecular medio de 442 - disponible de Union Carbide
Corporation; Danbury, CT
Dodecilbencenosulfonato de sodio (DS10) -
tensioactivo activo al 100% - disponible de Aldrich Chemical;
Milwaukee, WI
Laurato de sodio - neutralización de
ácido láurico con hidróxido de sodio - tensioactivo activo al 100% -
disponible de Stepan; Northfield, IL
Rodafac PE-510 -
nonoxinol-6-fosfato - tensioactivo
activo al 100% - disponible de Rhodia, Inc.; Marietta, GA
Silwet L-77 - heptametil
trisiloxano modificado de poli(óxido de alquileno) - tensioactivo de
silicona activo al 100% que contiene un grupo terminal metilo y 1
grupo colgante y que tiene un peso molecular medio de 645 -
disponible de OSi Specialties; Greenwich, CT
Silwet L-7608 -
heptametil trisiloxano modificado de poli(óxido de alquileno) -
tensioactivo de silicona activo al 100% que contiene un grupo
terminal de hidrógeno y un grupo colgante y que tiene un peso
molecular medio de 630 - disponible de OSi Specialties; Greenwich,
CT
MFF-199-SW -
silicona copoliol - tensioactivo de silicona activo al 100% que
contiene un grupo terminal de hidrógeno y un grupo de poli(óxido de
etileno) colgante y que tiene un peso molecular medio entre 600 y
1.000 - disponible de Lambent Technologies Inc.; Northcross, GA
SW-CP-K -
sal de potasio, éster de carboxilato basado en silicona copoliol -
tensioactivo de silicona activo al 40% que contiene un grupo
terminal ftalato y un grupo colgante de poli(óxido de etileno) y que
tiene un peso molecular medio entre 800 y 1.100 - disponible de
Lambent Technologies Inc.; Northcross, GA
Lube CPI - sal de potasio, éster de
carboxilato basado en silicona copoliol - tensioactivo de silicona
activo al 100% que contiene un grupo terminal de ácido ftálico y 3 a
5 grupos colgantes y que tiene un peso molecular medio entre 2.900 y
5.300 - disponible de Lambent Technologies Inc.; Northcross, GA
Acabado para Suelos Spangle^{TM} de 3M
- una composición abrillantadora que contiene un tensioactivo
fluorocarbonado - disponible de 3M Company; St. Paul, MN.
\vskip1.000000\baselineskip
Se hizo el ensayo de formación de película en
condiciones ambientales usando 6 gotas de acabado, aplicado con una
máquina de recubrimiento de cuchilla 2,54x10^{-2} \mum (10
milipulgadas) de abertura y 1,9 cm (¾'') de ancho en un azulejo al
que se le había retirado la película. Se usaron azulejos de material
compuesto de vinilo, negros, New Armstrong, de St. Paul Linoleum,
St. Paul, MN y se quitó la película usando una Almohadilla para
Suelos (Blanca) Super Polish^{TM} de 3M con Desprendedor de Olor
Bajo (22H) de 3M diluido usando aplicador Twist and Fill^{TM} -
3M, St. Paul, MN. Se aplicó a cada azulejo el acabado de control
(Acabado para Suelos Spangle^{TM} de 3M que contiene un
tensioactivo fluorado). Cada formulación se recubrió sobre dos
azulejos diferentes. Se dio una valoración visual en términos de
humectación e igualación del acabado. La escala de valoración fue
de 1 a 5, siendo 5 la mejor. Se le dio al acabado de control
Spangle^{TM} una valoración de 5. Se indicó la valoración media
de la formulación sobre los dos diferentes azulejos.
En el ensayo de ensuciado, se quitó la película
de los azulejos de material compuesto de vinilo, blancos, new
Armstrong de St. Paul Linoleum, St. Paul, MN, como se describió
anteriormente. Se dividió un azulejo de 1-pie^{2}
(929,0 cm^{2}) en tercios y se aplicaron el abrillantador de
control Spangle^{TM} y 2 abrillantadores experimentales al mismo
azulejo (se usaron 1,3 ml de cada abrillantador). Se aplicaron
cuatro recubrimientos de abrillantador y se permitió que cada
recubrimiento se secara durante al menos 20 minutos. El azulejo no
se ensayó hasta que habían pasado al menos 24 h. Se usó una Máquina
con Capacidad de Lavado Lineal y Abrasión de Gardner (Byk Gardner -
Silver Spring, MD). Se unió una alfombra de estilo de cocina de
nailon acanalado al rodillo y se pusieron 2 gramos de suciedad CSMA
(Rohm & Haas, Philadelphia, PA) sobre la alfombra. Después de
25 ciclos, se retiró la suciedad suelta sobre la superficie del
azulejo y se hizo funcionar la máquina durante otros 175 ciclos. Se
dio una valoración visual en términos de ensuciado del acabado. La
escala de valoración fue de 1 a 5, siendo 5 la mejor. Se le dio al
acabado de control Spangle^{TM} una valoración de 5. Se indicó la
valoración media de la formulación sobre los dos azulejos
diferentes.
Se usó un instrumento Microflash® 200d (Illum =
d65/10º a 1 pulgada (2,54 cm) de abertura - Data color
International, Lawrenceville, NJ) para medir el cambio de color del
azulejo antes y después del ensuciado. Se hicieron cálculos usando
el espacio de color de CIELAB. Se tomaron tres mediciones para cada
formulación y se determinó el cambio de claridad (\DeltaL*).
Aunque es específico para la aplicación, una regla general sería que
un \DeltaL* menor que uno es un cambio de color aceptable. Para
cada azulejo, se registraron el valor de \DeltaL* (promedio de
las tres lecturas) del control Spangle^{TM} así como el de las dos
formulaciones experimentales. Después, el valor de \DeltaL* de la
formulación experimental se substrajo del valor de \DeltaL* del
control Spangle^{TM} (referencia) que se recubrió sobre el mismo
azulejo (\DeltaL*ref - \DeltaL*exp). Se registró este cambio en
el valor de \DeltaL*. Cada formulación se recubrió sobre dos
azulejos diferentes. Se determinó y se indicó un promedio del
cambio en el valor de \DeltaL* para cada formulación (a partir de
dos azulejos diferentes). Un valor negativo para este cambio de
\DeltaL* demuestra que el recubrimiento experimental dio un
resultado mejor que el recubrimiento Spangle^{TM} de
referencia.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una disolución patrón de acabado de
suelos (que no contenía tensioactivo) con la composición descrita en
la Tabla 1. Se añadieron los ingredientes numerados
1-4 y se mezclaron durante 15 minutos. Después se
añadieron los ingredientes numerados 5-6 y se
mezclaron durante 15 minutos; se añadieron los ingredientes
7-8 y se mezclaron durante 15 minutos. Se añadieron
los ingredientes 9-11 y se mezcló la formulación
completa durante 30 minutos. Se usó un mezclador de aire equipado
con una hoja de agitación para mezclar los ingredientes
anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
Se incorporaron los tensioactivos en la
disolución patrón de acabado para suelos. El ensayo de realización
de estas formulaciones incluyó la formación de película
("lisura" del recubrimiento) en condiciones ambientales y
resistencia a la suciedad.
Ejemplo Comparativo
1
Se incorporaron cada uno por separado, tres
tensioactivos hidrocarbonados no iónicos, diferentes, en la
disolución patrón de acabado de suelos a dos niveles activos
diferentes (0,5% y 1,0% en peso de disolución total). Tergitol
TMN-6 fue el tensioactivo en el Ejemplo Comparativo
1a, Dynol 604 fue el tensioactivo en el Ejemplo Comparativo 1b y
Triton XL-80N fue el tensioactivo en el Ejemplo
Comparativo 1c. Se mezclaron estas disoluciones durante al menos 30
minutos usando barras de agitación magnética. Estos tensioactivos
hidrocarbonados, no iónicos, mostraron propiedades antiensuciado
deficientes (Tabla 2). Cuando se aumentó la concentración del
tensioactivo de 0,5% a 1%, empeoró la resistencia a la suciedad.
También, la película hecha usando los tensioactivos hidrocarbonados
no iónicos no pareció tan "lisa" como la película hecha a
partir del abrillantador de control Spangle^{TM} de 3M (Tabla 2).
Así, los tensioactivos hidrocarbonados no iónicos no se igualaron a
las características de humectación e igualación del acabado para
suelos de control.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
2
Se incorporaron cada uno por separado, tres
tensioactivos hidrocarbonados iónicos, diferentes, en la disolución
patrón de acabado para suelos a dos niveles activos diferentes (0,5%
y 1,0% en peso de disolución total). El dodecilbencenosulfonato de
sodio (DS10) fue el tensioactivo en el Ejemplo Comparativo 2a, el
laurato de sodio fue el tensioactivo en el Ejemplo Comparativo 2b y
Rhodafac PE-510 fue el tensioactivo en el Ejemplo
Comparativo 2c. Se mezclaron estas disoluciones durante al menos 30
minutos usando barras de agitación magnética. Estos tensioactivos
hidrocarbonados iónicos mostraron deficientes propiedades
antiensuciado (Tabla 2). También, la película hecha usando el
tensioactivo dodecilbencenosulfonato de sodio no pareció tan
"lisa" como la película hecha a partir del abrillantador de
control Spangle^{TM} de 3M (Tabla 2).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos Comparativos
3-5
Tres diferentes tensioactivos de silicona no
iónicos (Silwet L-77 para el Ejemplo Comparativo 3,
Silwet L-7608 para el Ejemplo Comparativo 4 y
Lambent MFF-199-SW para el Ejemplo
Comparativo 5) se incorporaron cada uno por separado en la
disolución patrón de acabado para suelos a dos niveles activos
diferentes (0,5% y 1,0% en peso de disolución total). Estas
disoluciones se mezclaron durante al menos 30 minutos usando barras
de agitación magnética. Estos tensioactivos de silicona no iónicos
mostraron deficientes propiedades antiensuciado que empeoraron a
medida que aumentaron sus concentraciones (Tabla 2). Las películas
hechas con estas disoluciones se aproximaron al aspecto "liso"
del acabado de control (Tabla 2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se incorporó un tensioactivo de silicona
aniónico Lambent SW-CP-K en la
disolución patrón de acabado de suelos a dos niveles activos
diferentes (0,5% y 1,0% en peso de disolución total). Este
tensioactivo de silicona aniónico fue un análogo directo al
tensioactivo de silicona no iónico discutido en el Ejemplo
Comparativo 5. Esta disolución se mezcló durante al menos 30
minutos usando una barra de agitación magnética. Lambent
SW-CP-K presentó efectos adversos
mínimos sobre las propiedades finales de la película seca, es decir,
mantuvo buenas propiedades antiensuciado (Tabla 2). La película
hecha con esta disolución igualó el aspecto "liso" del acabado
de control (Tabla 2). Así, este tensioactivo de silicona igualó las
características de humectación e igualación del acabado para suelos
de control.
\vskip1.000000\baselineskip
Se incorporó Lambent Lube CPI, un tensioactivo
de silicona aniónico de peso molecular superior (con una estructura
de peine) en la disolución patrón de acabado de suelos a dos niveles
activos diferentes (0,5% y 1,0% en peso de disolución total). Esta
disolución se mezcló durante al menos 30 minutos usando una barra de
agitación magnética. Lambent Lube CPI presentó efectos adversos
mínimos sobre las propiedades finales de la película seca, es
decir, mantuvo buenas propiedades antiensuciado (Tabla 2). La
película hecha con esta disolución igualó el aspecto "liso"
del acabado de control (Tabla 2). Así, este tensioactivo de silicona
igualó las características de humectación e igualación del acabado
para suelos de control.
Cuando se comparan las químicas de silicona no
iónica con similares propiedades de formación de película con
tensioactivos de silicona aniónicos, observamos que disminuían las
características antiensuciado de las formulaciones usando los
tensioactivos de silicona no iónicos. Este aumento en el ensuciado
se podía medir por el colorímetro así como siendo fácilmente
detectado por el ojo humano.
A partir de la descripción detallada anterior
será evidente que se pueden hacer modificaciones en las
composiciones y en los métodos de la invención sin apartarse del
alcance de la invención.
Claims (18)
1. Una composición abrillantadora acuosa para
aplicar un recubrimiento a un substrato, comprendiendo la
composición abrillantadora:
- (a)
- un polímero formador de película y
- (b)
- un tensioactivo de silicona iónico,
en la que el recubrimiento es resistente al
ensuciado.
\vskip1.000000\baselineskip
2. La composición abrillantadora según la
reivindicación 1, que comprende además: un compuesto de metal
polivalente, una resina soluble en álcali, una cera, un
plastificante, un despumador, un biocida o mezclas de los mismos, en
la que el recubrimiento es resistente al ensuciado.
3. La composición abrillantadora según la
reivindicación 1 ó 2, en la que el substrato se selecciona del grupo
que consiste en una superficie de suelo, una de pared y una de
sanitario.
4. La composición abrillantadora según la
reivindicación 3, en la que el substrato es una superficie de
suelo.
5. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el tensioactivo
de silicona iónico es un tensioactivo de silicona aniónico.
6. La composición abrillantadora según la
reivindicación 5, en la que el tensioactivo de silicona aniónico
contiene una sal básica seleccionada del grupo que consiste en un:
carboxilato, fosfonato, fosfato, sulfato y sulfonato.
7. La composición abrillantadora según la
reivindicación 6, en la que el tensioactivo de silicona aniónico
contiene un carboxilato.
8. La composición abrillantadora según la
reivindicación 7, en la que el carboxilato es ftalato.
9. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la composición
abrillantadora contiene de 0,01 a 5 por ciento en peso del
tensioactivo de silicona iónico.
10. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el tensioactivo
de silicona iónico presenta un peso molecular medio menor que
10.000.
11. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la composición
abrillantadora presenta un pH en el intervalo de 6 a 10,5.
12. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que el tensioactivo
de silicona iónico comprende además un poli(óxido de alquileno).
13. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que polímero
formador de película se selecciona del grupo que consiste en: un
polímero acrílico, un copolímero acrílico, un copolímero de estireno
acrílico y mezclas de los mismos.
14. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que la composición
abrillantadora presenta un contenido en sólidos que oscila desde 10
a 50 por ciento en peso, basado en el peso de la composición
abrillantadora.
15. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en la que la composición
abrillantadora contiene de 5 a 50 por ciento en peso de polímero
formador de película, basado en el peso de la composición
abrillantadora.
16. La composición abrillantadora según la
reivindicación 15, en la que la composición abrillantadora contiene
de 10 a 35 por ciento en peso del polímero formador de película,
basado en el peso de la composición abrillantadora.
17. La composición abrillantadora según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en la que la composición
abrillantadora presenta una tensión superficial entre 1,8x10^{-4}
y 3,0x10^{-4} N/m (18 y 30 dinas/cm).
18. Un método para abrillantar un substrato que
comprende recubrir el substrato con una composición abrillantadora
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.
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