ES2456270T5 - Recubrimientos hidrosolubles con una resistencia temprana a la decoloración por agua y una resistencia química mejoradas - Google Patents
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Description
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DESCRIPCION
Recubrimientos hidrosolubles con una resistencia temprana a la decoloracion por agua y una resistencia qmmica mejoradas
Campo de la invencion
Se describen recubrimientos hidrosolubles que tienen una buena resistencia a la decoloracion y resistencia a los contaminantes domesticos habituales.
Antecedentes de la invencion
Los recubrimientos hidrosolubles se aplican habitualmente a una amplia variedad de sustratos, tales como madera, metales, mampostena, yeso, estuco, y plastico. En muchas de estas aplicaciones el recubrimiento, que se basa en un polfmero en emulsion, esta expuesto a entornos humedos provocados por la lluvia, el rodo, la nieve y otras fuentes de agua. En algunas aplicaciones el recubrimiento esta expuesto al agua durante periodos de tiempo prolongados. No obstante, los recubrimientos hidrosolubles, en particular recubrimientos acuosos transparentes, tienden a decolorarse o a blanquearse cuando se exponen al agua. Algunas tecnicas anteriores han abordado este problema usando enfoques de auto-reticulacion.
La patente de Estados Unidos 4.267.091 divulga el uso de monomeros que contienen grupos carbonilo, dihidrazidas alifaticas solubles en agua y sales metalicas tales como sales de cinc para mejorar el blanqueamiento (decoloracion) del agua.
La patente de Estados Unidos 4.959.428 divulga el uso de un copolfmero que contiene un carbonilo soluble en agua que tiene un dispersante polimerico para preparar polfmeros en emulsion y mejorar el efecto anti-blanqueante.
La patente de Estados Unidos 4.654.357, patente de Estados Unidos 5.447.970, patente de Estados Unidos 5.472.996, patente de Estados Unidos 6.117.936, patente de Estados Unidos 6.512.042, patente de Estados Unidos 6.515.042, y patente de Estados Unidos 6.538.062 divulga polfmeros con monomeros que contienen carbonilo para mejorar las propiedades del recubrimiento.
Algunas tecnicas anteriores tambien han ensenado un enfoque para reducir el blanqueamiento por agua; no obstante, no son adecuadas para aplicaciones de recubrimiento.
La patente de Estados Unidos 0 515 042 B2 y la patente de Estados Unidos 2005/02455662 A1 divulgan polfmeros en emulsion que contienen estireno con tensioactivos polimerizables para mejorar la resistencia al blanqueamiento por agua de adhesivos sensibles a la presion.
El documento WO 2004/029172 divulga el uso de monomeros que contienen grupos aldehfdo o cetona y tensioactivos polimerizables para mejorar la resistencia al blanqueamiento por agua para adhesivos extrafbles sensibles a la presion.
El documento FR 2867478 divulga composiciones de recubrimiento hidrosolubles que se pueden usar como recubrimiento para un sustrato metalico o plastico.
Ninguna de las tecnicas anteriores aborda el problema de la resistencia temprana a la decoloracion o blanqueamiento por agua para aplicaciones de recubrimiento. Actualmente existe la necesidad de barnices hidrosolubles y sellantes de agua que tengan una buena resistencia temprana a la decoloracion por agua, tal como despues de dos a cuatro horas de tiempo de secado en condiciones normales, para soportar lluvia inesperada, agua de riego, o agua de una piscina. En ninguna de las tecnicas anteriores se ensena las composiciones polimericas divulgadas para la resistencia temprana a la decoloracion por agua.
Los recubrimientos hidrosolubles con frecuencia tambien ofrecen una mala resistencia a productos qrnmicos que se usan habitualmente en hogares y oficinas, tales como gasolina, aceite de motor, lfquido de frenos, lfquido de transmision, limpiadores domesticos, lfquidos para limpiar ventanas, anticongelante, y similares. Las tecnicas anteriores mencionadas mas arriba han ensenado el uso de monomeros que contienen carbonilo para mejorar la resistencia a productos qrnmicos. Tambien es deseable que dichos recubrimientos hidrosolubles ofrezcan una buena adhesion a sustratos tfpicos y un alto nivel de resistencia a productos qrnmicos habituales. Dichas composiciones de recubrimiento hidrosolubles senan de un valor particular para la utilizacion en estructuras de mampostena pintadas, tales como la superficie de hormigon, de baldosas, o de ladrillos.
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Sumario de la invencion
Esta invencion divulga un poUmero que es de un valor particular para su utilizacion en la fabricacion de formulaciones de recubrimiento hidrosolubles, tales como barnices, sellantes de agua, y pinturas. Los recubrimientos fabricados con estos polfmeros ofrecen una excelente resistencia temprana a la decoloracion o blanqueamiento por agua y no son propensos a la formacion de manchas o a la decoloracion por agua tras su exposicion al agua. Tambien ofrecen una resistencia excelente a productos qmmicos domesticos habituales, tales como gasolina, aceite de motor, lfquido de frenos, lfquido de transmision, limpiadores domesticos, lfquidos para limpiar ventanas, anticongelante, y similares.
Los polfmeros usados de acuerdo con esta invencion son utiles para su uso en la fabricacion de composiciones de recubrimiento, tales como pinturas o barnices, para su uso en mampostena u entradas de coches de hormigon. En particular, tienen unas caractensticas excelentes para su utilizacion en la preparacion de recubrimientos para estructuras de mampostena. Por ejemplo, los polfmeros de esta invencion son de un valor particular para su uso en la preparacion de pinturas y sellantes de agua para su aplicacion a suelos de garaje y entradas de coches de hormigon. Esto se debe a que se adhieren bien al hormigon y son resistentes al agua, la gasolina, el aceite de motor, el lfquido de frenos, el lfquido de transmision, anticongelante, y una amplia variedad de otros productos qmmicos que se vierten normalmente en los suelos de garaje y entradas de coches de hormigon.
La presente invencion se refiere mas espedficamente al uso de la composicion de recubrimientos hidrosoluble segun la reivindicacion 1
Las realizaciones preferidas de la invencion son evidentes a partir de las reivindicaciones adjuntas.
Descripcion detallada de la invencion
De forma inesperada se ha comprobado que la combinacion de monomeros con una funcion carbonilo y monomeros que contienen fosforo en una composicion polimerica ofrece una mucha mejor resistencia qmmica que el monomero con una funcion carbonilo solo.
Los polfmeros usados en las composiciones de recubrimiento a base de agua de acuerdo con esta invencion son como los definidos en la reivindicacion 1. Pueden contener al menos un agente de reticulacion que tiene dos o mas grupos hidrazida por molecula. El agente de reticulacion es opcional puesto que se puede anadir en un momento posterior cuando se formule una composicion de recubrimiento a partir del polfmero.
Las composiciones de recubrimientos hidrosolubles usadas de acuerdo con esta invencion son como se definen en la reivindicacion 1.
Los tensioactivos de fosfato referidos en la presente descripcion incluyen aquellos que tienen al menos un grupo fosfato, asf como sus sales. Las sales incluyen pero no estan limitadas a sales de sodio, potasio, litio, y amonio. Ejemplos no limitantes de tensioactivos de fosfato que tienen al menos un grupo fosfato y sus sales incluyen los esteres de mono y difosfato de nonil fenol etoxilato, ester fosfatos de tridecil alcohol etoxilato, ester fosfatos de isodecil etoxilato, y otros ester fosfatos de etoxilatos aromaticos y etoxilatos alifaticos, ester fosfatos de alquil C10-C16 etoxilatos/propoxilatos y similares, y sus mezclas. Otra clase de tensioactivos que contienen grupos fosfato incluyen ester fosfatos de alquil C10-C16 etoxilatos/propoxilatos en donde los tensioactivos consisten en al menos el 50 % en peso de grupos de oxido de etileno y oxido de propileno, y la proporcion de grupos de oxido de etileno y grupos oxido de propileno es, en cada caso, de al menos el 10 % en peso, en base a la cantidad total de los grupos oxido de etileno y grupos oxido de propileno. Dichos tensioactivos se describen en la patente de Estados Unidos 6.348.528.
Los tensioactivos de fosfato disponibles en el mercado incluyen aquellos que aparecen en Emulsifiers and Detergents de McCutcheon (edicion de 2004), tales como Rhodafac® PE-510,RE-410, RE-610, RE-960, RK-500A, RS-410, RS-610, RS-610A-25, RS-710, y RS-960 de Rhodia Inc.; Dextrol™ OC-110, OC-15, OC-40, OC-60, y OC- 70 de Dexter Chemical LLC; Tryfac® 5553 y 5570 de Cogis Corporation; Klearfac® AA 270, Lutensit® de Maphos® de BASF Corporation; y similares, y sus mezclas. En una realizacion, se usa Dextrol OC-110™ (ester fosfato de nonil fenol etoxilato) de Dexter Chemical LLC). En otra realizacion, se usa ester fosfato de tridecil alcohol etoxilato (Dextrol™ OC-40 de Dexter Chemical LLC).
Los ejemplos no limitantes de otros fosfatos adecuados que tienen al menos un grupo acido de fosforo y sus sales incluyen acidos que contienen fosforo (por ejemplo, acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso, acido ortofosforico, acido pirofosforico, acido tripolifosforico, y acido metafosforico), monometil fosfato, monoetil fosfato, mono n-butil fosfato, dimetil fosfato, dietil fosfato, ester etflico del acido fosforoso, y otros esteres de acidos que contienen fosforo; y similares, y sus mezclas. En una realizacion, se usa Dextrol™ OC-70.
En la smtesis de los polfmeros usados en esta invencion se pueden utilizar una amplia variedad de tensioactivos polimerizables. Estos tensioactivos polimerizables normalmente son solubles en agua o dispersables en agua. La
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patente de Estados Unidos 5.928.783 y la patente de Estados Unidos 6.239.240 describen tensioactivos polimerizables de este tipo que se pueden utilizar en los poKmeros de esta invention.
Los tensioactivos polimerizables usados en esta invencion preferentemente contienen una fraction hidrofila seleccionada entre un resto sulfonato alilamina, un resto sulfato alilamina, o un resto fosfato alilamina, y una fraccion hidrofoba seleccionada entre -R, o un grupo que tiene la formula RO-(CH2CH2O)n-; en donde R es un grupo alquilo o un grupo fenilo sustituido con alquilo en donde el grupo alquilo tiene de 1 a 20 atomos de carbono, preferentemente de 10 a 18 atomos de carbono, y n es un numero entero de 2 a 100, preferentemente de 2 a 15. La fraccion hidrofila y la fraccion hidrofoba estan conectadas por medio de un enlace covalente. En la preparation de los poKmeros de esta invencion se pueden usar combinaciones de dichos agentes tensioactivos polimerizables. Los tensioactivos polimerizables solubles en agua o dispersables en agua que tienen restos alilamina terminales que son utiles en la smtesis de los poKmeros de esta invencion estan disponibles en Stepan Company bajo la marca registrada Polystep®. Por ejemplo, el tensioactivo Polystep® NMS-9 es un tensioactivo polimerizable preferido para la utilization en la practica de esta invencion.
Numerosos tensioactivos polimerizables solubles en agua o dispersables en agua que tienen un resto alilamina terminal son adecuados para el uso en la preparacion de los poKmeros utilizados en esta invencion. Por ejemplo, el tensioactivo polimerizable puede ser una sal de alilamina de un alquil bencenosulfonato que tiene la formula 1:
1
en donde R es un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono, preferentemente de 10 a 18 atomos de carbono, y X+ se selecciona entre NH3+, +NH2R4, o +NHR4R5, en donde R4 y R5 se seleccionan independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C1-C4. X+ es preferentemente NH3+. Un ejemplo de tensioactivos polimerizables de este tipo es una sal de alilamina de dodecilbenceno sulfonato.
Otro tensioactivo polimerizable preferido es una sal de alilamina de un alquileter sulfato que tiene la formula 2:
RsO (CHjCH
OS03' X+
2
en donde R es un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono, preferentemente de 10 a 18 atomos de carbono, n es un numero entero de 2 a 100, preferentemente de 2 a 15, y X+ se selecciona entre NH3+, +NH2R4, o +NHR4R5, en donde R4 y R5 se seleccionan independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C1-C4. X+ es preferentemente NH3+. Un ejemplo de tensioactivos polimerizables de este tipo es una sal de alilamina de laurilsulfato.
Otro tensioactivo polimerizable preferido es una sal de alilamina de un ester fosfato que tiene la formula 3:
en donde R3 es un grupo alquilo o un grupo fenilo sustituido con alquilo en donde el grupo alquilo tiene de 1 a 20 atomos de carbono, n es un numero entero de 2 a 100, preferentemente de 2 a 15, y X+ se selecciona entre NH3+, +NH2R4, o +NHR4R5, en donde R4 y R5 se seleccionan independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C1- C4. Se prefiere que X+ represente NH3+. Un ejemplo de un tensioactivo polimerizable de este tipo es una sal de alilamina de ester fosfato de nonil fenol etoxilato (9 moles de OE).
Otro tensioactivo polimerizable preferido adicional es una sal de alilamina de un sulfato que tiene la formula R6-SO3- X+-CH2-CH=CH2, en donde R6 es un grupo alquilo que tiene de 6 a 20 atomos de carbono, preferentemente de 10 a 18 atomos de carbono, y X+ se selecciona entre NH3+, +NH2R4, o +NHR4R5, en donde R4 y R5 se seleccionan independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C1-C4. Se prefiere que X+ represente +NH3.
Los compuestos fenilo sustituidos que tienen al menos un sustituyente alquenilo que se pueden emplear como tensioactivos polimerizables solubles en agua o dispersables en agua en la practica de la presente invencion incluyen aquellos divulgados en la patente de Estados Unidos 5.332.854.
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Los compuestos fenilo sustituidos adecuados que tienen al menos un sustituyente alquenilo incluyen compuestos que tienen la formula 4:
ns
en donde R7 es un grupo alquilo, alquenilo o aralquilo que contiene de 6 a 18 atomos de carbono; R8 es un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo, alquenilo o aralquilo que contiene de 6 a 18 atomos de carbono; R9 es un atomo de hidrogeno o un grupo propenilo; A es un grupo alquileno sustituido o no sustituido de 2 a 4 atomos de carbono; n es un numero entero de 1 a 200, preferentemente de 2 a 100 aproximadamente; y M es un metal alcalino, un ion amonio o un resto alcanolamina.
En los compuestos fenilo sustituidos usados en esta invention, los grupos alquilo, alquenilo y aralquilo de R7 y R8 se seleccionan independientemente y pueden ser iguales o diferentes. Los grupos alquilo adecuados incluyen, pero no estan limitados a, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo y octadecilo. Los grupos alquenilo adecuados incluyen, pero no estan limitados a, hexenilo, heptenilo, octenilo, nonenilo, decenilo, undecenilo, dodecenilo, tridecenilo, tetradecenilo, pentadecenilo, hexadecenilo, heptadecenilo y octadecenilo. Los grupos aralquilo adecuados incluyen, pero no estan limitados a, estirilo, bencilo y cumilo.
El grupo propenilo puede aparecer como isomero trans y cis. Para los propositos de la presente invencion, estos isomeros se pueden usar de forma independiente o en mezcla.
Para A, los grupos alquileno sustituidos o no sustituidos adecuados incluyen, por ejemplo, etileno, propileno, butileno, e isobutileno. El grupo polioxialquileno -(AO)n- puede ser un homopolimero, un polimero en bloque o un polimero aleatorio, o una de sus mezclas.
Los tensioactivos de fenilo sustituidos que se pueden usar en la practica de esta invencion se pueden producir al anadir un oxido de alquileno tal como oxido de etileno (OE) u oxido de propileno (OP) a un propenil fenol alcoxilado de la forma habitual, sulfatando el aducto con un agente de sulfatacion tal como acido sulfurico, acido sulfamico, acido clorosulfonico, o similares, seguido por la neutralization con una sustancia alcalina.
donde R representa un alquilo, A es etileno (-CH2CH2-) y M es un metal alcalino o amonio. Los compuestos mas preferidos son aquellos en donde M es amonio, R7 es nonilo, y n es de 10 a 30.
Se pueden emplear sales de polioxialquilen-1 -(aliloximetil) alquil eter sulfato en la preparation de los polimeros de esta invencion. Las sales de polioxialquilen-1 -(aliloximetil) alquil eter sulfato adecuadas incluyen compuestos que tienen la formula 6:
en donde R10 es un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene de 8 a 30 atomos de carbono, preferentemente de 8 a 14 atomos de carbono, y mas preferentemente de 10 a 12 atomos de carbono; R11 es hidrogeno o un grupo metilo, y es preferentemente hidrogeno; A es un grupo alquileno sustituido o no sustituido que tiene de 2 a 4 atomos de carbono, n es 0 o un numero entero de 1 a 200, preferentemente de 2 a 100, mas preferentemente de 2 a 30, y M
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es un metal alcalino, un ion amonio, o un resto alcanolamina. Los ejemplos de restos alcanolamina incluyen monoetanolamina, trietanolamina, y similares.
Para A, los grupos alquileno sustituidos o no sustituidos adecuados incluyen, por ejemplo, metileno, propileno, butileno, e isobutileno. El grupo polioxialquileno -(AO)n- puede ser un homopoKmero, un polfmero en bloque o un polfmero aleatorio, o una de sus mezclas.
Las sales de polioxialquilen-1 -(aliloximetil) alquil eter sulfato preferidas que se pueden usar como tensioactivo polimerizable en la preparacion de los polfmeros utilizados en esta invencion tienen la formula estructural 7:
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R—-------CH------CH,-------OCH2'—CH=CH2
O—fA0)rS03M
en donde R10 es un grupo alquilo que contiene de 8 a 14 atomos de carbono, y preferentemente de 10 a 12 atomos de carbono; n es un numero entero de 1 a 200, preferentemente de 2 a 100, mas preferentemente de 2 a 30; y M es un metal alcalino, un ion amonio, o un resto alcanolamina. Los compuestos mas preferidos son aquellos en donde R10 es un grupo decilo o dodecilo, n es de 5 a 10, y M es NH4, tal como los compuestos disponibles en Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (Tokio, Japon) bajo el marca Hitenol® KH.
En la preparacion de los polfmeros usados en esta invencion se pueden utilizar una amplia variedad de monomeros que tienen una funcion carbonilo. Estos monomeros que tienen una funcion carbonilo poseen al menos un grupo aldo o un grupo ceto y al menos un doble enlace polimerizable. En otras palabras, estos monomeros son compuestos etilenicamente insaturados que tienen una funcion cetona o una funcion aldehfdo. El monomero con una funcion carbonilo normalmente contendra unicamente un doble enlace carbono carbono debido a que multiples dobles enlaces carbono carbono pueden dar lugar a niveles de reticulacion en el polfmero indeseablemente altos.
Algunos ejemplos representativos de monomeros que tienen una funcion carbonilo que se pueden usar en la practica de esta invencion incluyen acrolema, diacetona acrilamida, (met)acriloxialquil benzofenona, (met)acrolema, crotonaldelmdo, 2-butanona-(met)acrilato, formilestirol, vinil alquilcetonas que contienen entre 4 y 7 atomos de carbono (por ejemplo, vinil metilcetona, vinil etilcetona, vinil propilcetona, y vinil butilcetona), diacetona acrilato, acetonil acrilato, diacetona metacrilato, acetilacetato de 2-hidroxipropil acrilato, acetilacetato de 1,4-butanodiol acrilato, y (met)acriloxialquil-propanales de la formula 8:
en donde R1 representa un atomo de hidrogeno o un grupo metilo; R2 representa un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 atomos de carbono; R3 representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 atomos de carbono; y R4 representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 atomos de carbono. Estos monomeros se pueden usar individualmente o en combinacion con uno o mas monomeros adicionales con funciones carbonilo. Los monomeros con funciones carbonilo preferidos son diacetona acrilamida, acrolema, y vinil metilcetona. La diacetona acrilamida tiene la formula estructural 9:
y esta disponible en diversas fuentes comerciales y es muy preferida para la utilizacion como monomero en la preparacion de polfmeros de esta invencion.
Los monomeros que contienen fosforo usados en la preparacion de los polfmeros utilizados en esta invencion contienen un doble enlace polimerizable y al menos un atomo de fosforo. El monomero que contiene fosforo preferentemente sera un ester fosfato.
Los ester fosfatos adecuados para su uso en la practica de la presente invencion incluyen los representados mediante la formula 10:
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----OH
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R2
en donde R1 representa un atomo de hidrogeno o un grupo metilo, y en donde R2 representa un atomo de hidrogeno o un grupo con la formula estructural 11:
R1
C==CH?
en donde R1 de nuevo representa un atomo de hidrogeno o un grupo metilo. Un ester fosfato particularmente util para su uso en la presente invencion es el ester fosfato hidroxietil metacrilato que se vende bajo la marca comercial T-MULZ® 1228 y SIPOMER PAM® 4000. El monomero que contiene fosforo es diferente del tensioactivo de fosfato en cuanto a que el monomero que contiene fosforo tiene un grupo hidrofilo mucho mas pequeno y asf normalmente no es soluble en agua ni como monomero ni como parte de un polfmero. El monomero que contiene fosforo normalmente no tiene los grandes segmentos de poli(oxido de alquileno) y/o los grupos sulfonados (grupos muy hidrofilos) del tensioactivo que contiene fosforo o del tensioactivo polimerizable. Asf, el monomero que contiene fosforo tiene una funcion diferente del tensioactivo de fosfato y/o tensioactivo polimerizable.
El monomero o monomeros etilenicamente insaturados usados en la smtesis del polfmero de esta invencion son copolimerizables con el tensioactivo polimerizable, el monomero con una funcion carbonilo y el monomero que contiene fosforo utilizados en la preparacion del polfmero de esta invencion. El monomero o monomeros etilenicamente insaturados naturalmente tambien seran copolimerizables en las condiciones de polimerizacion en emulsion con radicales libres utilizadas en la smtesis del polfmero de esta invencion.
Ejemplos de monomeros etilenicamente insaturados que se pueden usar en el proceso de la invencion incluyen monomeros monovinil aromaticos, monomeros de esteres de acidos carboxflicos etilenicamente alfa-beta insaturados, monomeros insaturados con grupos acido carboxflico, monomeros de vinil ester, y diversas combinaciones de los mismos. Preferentemente se seleccionan del grupo que consiste en esteres del acido acnlico y metacnlico (por ejemplo, aquellos con 4 a 30 atomos de carbono) tales como n-butil (met)acrilato, metil (met)acrilato, etil (met)acrilato, 2-etilhexil (met)acrilato, cicloalquil (met)acrilatos, tales como isobornil (met)acrilato y ciclohexil (met)acrilato, estireno, es decir estireno o estirenos sustituidos, por ejemplo, alfa-metil estireno o terc-butil estireno; viniltolueno; dienos tales como 1,3-butadieno o isopreno, y sus mezclas. Tambien, en la composicion monomerica se pueden usar vinil esteres con 4 a 25 atomos de carbono tales como vinilacetato, vinilalcanoato o sus derivados o sus mezclas. Tambien se pueden usar nitrilos, tales como (met)acrilonitrilo, o haluros olefmicamente insaturados, tales como cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, y fluoruro de vinilo. Los monomeros de vinil ester preferidos incluyen vinil esteres del acido versatico tales como los monomeros comercializados por Hexion Specialty Chemicals con los nombres comerciales VEOVA® 9, 10 y 11.
Los monomeros insaturados con funcion acido (por ejemplo, acido carboxflico), que incluyen monomeros en donde los grupos acido estan latentes como por ejemplo en el antudrido maleico, se seleccionan de forma conveniente entre, pero no limitado a: acido acnlico, acido metacnlico, acidos acnlicos oligomerizados tales como beta-carboxietil acrilato o sus analogos superiores (disponibles en el mercado en Rhodia como SIPOMER™ B-CEA), acido itaconico, acido fumarico, acido maleico, acido citraconico, o sus anhfdridos, acido estireno p-sulfonico, acido etil metacrilato-2-sulfonico y acido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfonico. Un monomero que porta un acido se podna polimerizar como acido libre o como sal, por ejemplo, las sales de NH4 o sales de metales alcalinos. Los comonomeros con una funcion amida incluyen, pero no estan limitados a, acrilamida y metacrilamida. Otro de los componentes presentes opcionalmente son unidades de repeticion de grupos acidos mono o policarboxflicos (distintos de los esteres de dichos acidos carboxflicos). Estos monomeros insaturados con una funcion acido estan presentes en cantidades inferiores al 5 % en peso de media en base al peso y en otra realizacion inferior al 3 % en peso, y en otra realizacion mas inferior al 1 % en peso (por ejemplo, acido acnlico, acido metacnlico, acido crotonico, acido itaconico, acido fumarico o maleico, etc.).
Otro grupo de monomeros que son utiles en la preparacion de los copolfmeros usados en esta invencion son monomeros polares no ionicos tales como hidroxialquil (met)acrilatos, (met)acrilamidas y (met)acrilamidas sustituidas, N-vinil-2-pirrolidona, N-vinil caprolactama, 2-hidroxietil (met)acrilato, 2-hidroxipropil (met)acrilato, 4-
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hidroxibutil (met)acrilato, (4-hidroximetilciclohexil)-metil (met)acrilato, 1-(2-((2-hidroxi-3-(2-
propeniloxi)propil)amino)etil)-2-imidazolidinona, N-metilol (met)acrilamida, Sipomer® WAM, WAM II (de Rhodia) y otros monomeros que contienen urido, dimetilaminoetil (met)acrilato, y dimetilaminopropil (met)acrilamida. Tambien se pueden usar mezclas de monomeros polares. Estos monomeros hidrofilos se deben utilizar en los niveles adecuados, que no perjudiquen la resistencia temprana al agua.
Como monomero copolimerizable tambien se pueden emplear monomeros vinil aromaticos. No obstante, la cantidad de monomeros vinil aromaticos utilizada en la preparacion del polfmero de esta invencion normalmente no superara el 25 % del peso total de los monomeros empleados en la preparacion del polfmero en el caso de polfmeros que se emplean en recubrimientos exteriores. Esto es debido a que los polfmeros que contienen mas del 25 % en peso de monomeros vinil aromaticos son propensos a amarillear y a formar cal tras la exposicion a luz ultravioleta. Por lo general se prefiere que los polfmeros que se emplean en aplicaciones de recubrimiento exteriores contengan menos del 10 o del 20 % en peso de monomero vinil aromatico.
El tensioactivo polimerizable se incorporara a los polfmeros usados en esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,05 % en peso al 5 u 8 % en peso, en base al peso total del polfmero. El tensioactivo polimerizable normalmente se incorporara a los polfmeros de esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,1 % en peso al 5 % en peso y preferentemente se incorporara a los polfmeros de esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,2, 0,3 o 0,5 % en peso al 2 % en peso.
El monomero con una funcion carbonilo se incorporara a los polfmeros usados en esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,5 % en peso al 15 o 20 % en peso, en base al peso total del polfmero. El monomero con una funcion carbonilo mas habitualmente se incorporara a los polfmeros de esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 2 % en peso al 12 % en peso y preferentemente se incorporara a los polfmeros de esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 2 % en peso al 8 % en peso.
El monomero que contiene fosforo se incorporara a los polfmeros usados en esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,1 % en peso al 10 % en peso, en base al peso total del polfmero. El monomero que contiene fosforo mas habitualmente se incorporara a los polfmeros de esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,2 o 0,3 % en peso al 5 % en peso y preferentemente se incorporara a los polfmeros usados en esta invencion a un nivel que esta dentro del intervalo del 0,2 o 0,5 % en peso al 2,5 % en peso.
Ademas del tensioactivo polimerizable, el monomero con una funcion carbonilo, y el monomero que contiene fosforo, el resto de los polfmeros usados en esta invencion estaran comprendidos de los monomeros polimerizables etilenicamente insaturados. Asf, en una realizacion, el polfmero(s) en emulsion usado en esta invencion contendra al menos el 38 % en peso de los monomeros etilenicamente insaturados adicionales. Mas espedficamente, el polfmero en emulsion estara comprendido del 0,05 al 5 u 8 % en peso del tensioactivo polimerizable, del 0,5 % en peso al 15 o 20 % en peso del monomero con una funcion carbonilo, del 0,1, 0,5, o 2 al 8, 10, 12 o 15 % en peso del monomero que contiene fosforo, y aproximadamente del 30, 38 o 70 al 98,8, 98,9 o 99,35 % en peso de al menos un monomero etilenicamente insaturado.
En muchos casos, en la preparacion de los polfmeros usados en esta invencion es ventajoso utilizar tanto un monomero de alquil acrilato como un monomero de alquil metacrilato. Por ejemplo, en una realizacion, el polfmero puede estar comprendido de forma ventajosa del 20, 30, 40 al 80 % en peso de un monomero de alquil metacrilato, del 15 al 30, 40 o 50 % en peso de un monomero de alquil acrilato, del 4 % en peso al 8 % en peso de un monomero con una funcion carbonilo, y del 1 % en peso al 3 % en peso de un monomero que contiene fosforo, y del 0,2 % en peso al 1 % en peso de un tensioactivo polimerizable. En una realizacion, el monomero de alquil acrilato puede ser metil metacrilato, el monomero de alquil acrilato puede ser 2-etilhexil acrilato, el monomero con una funcion carbonilo puede ser diacetona acrilamida, y el monomero que contiene fosforo puede ser ester fosfato de hidroxietil metacrilato. Se pueden usar intervalos y monomeros alternativos en realizaciones alternativas. Con frecuencia es deseable incluir una pequena cantidad de acido metacnlico en polfmeros de este tipo. Por ejemplo, en polfmeros de este tipo puede ser deseable incluir del 0,1 % en peso al 5 % en peso de acido metacnlico u otro acido carboxflico que contenga monomeros etilenicamente insaturados. Normalmente en polfmeros de este tipo es mas deseable incluir del 0,2 % en peso al 1 % en peso de monomeros etilenicamente insaturados que contienen acido carboxflico.
Aparte de los tensioactivos descritos anteriormente, en la polimerizacion en emulsion tambien se pueden usar otros tensioactivos como co-tensioactivos. Estos co-tensioactivos incluyen emulsionantes anionicos o no ionicos y sus mezclas. Los emulsionantes anionicos tfpicos incluyen alquil sulfatos, alquil sulfonatos, sales de acidos grasos, esteres de sales del acido sulfosucdnico, y alquil difenileter disulfonatos de metales alcalinos o de amonio, y similares, y sus mezclas. Los emulsionantes no ionicos tfpicos incluyen polieteres, por ejemplo, condensados de oxido de etileno y oxido de propileno, incluyendo eteres y tioeteres de polietilenglicol y polipropilenglicol de alquilo y alquilarilo de cadena lineal y ramificada, alquil fenoxipoli(etilenoxi) etanoles que tienen grupos alquilo que contienen de 7 a 18 atomos de carbono y que tienen de 4 a 100 unidades etilenoxi, y derivados de polioxialquileno de hexitol, incluyendo sorbitanos, sorbidas, manitanos, y manidas, y similares, y sus mezclas. Los co-tensioactivos normalmente se emplean en las composiciones de la presente invencion a niveles del 0 % en peso al 3 % en peso. Una alta concentracion de co-tensioactivo puede afectar negativamente a la resistencia temprana a la decoloracion o
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blanqueamiento por agua.
La polimerizacion en emulsion empleada en la smtesis del poftmero usado en esta invencion se lleva a cabo de manera convencional utilizando aditivos y principios muy conocidos, tales como emulsionantes, iniciadores de la polimerizacion de radicales libres, y similares, y sus mezclas. Se pueden usar indistintamente procesos con iniciacion termica o redox. La temperatura de reaccion normalmente se mantiene a una temperatura inferior a 100 °C aproximadamente a lo largo del transcurso de la reaccion. En una realizacion, se usa una temperatura de reaccion entre 50 °C y 95 °C.
Con el fin de ajustar el pH al comienzo de la polimerizacion normalmente se usan agentes y tamponantes para controlar el pH. El pH inicial del reactor normalmente estara dentro del intervalo de 3 a 10. No obstante, en aplicaciones particulares se pueden obtener otros valores de pH usando agentes y tamponantes para controlar el pH muy conocidos por los expertos en la materia. Los ejemplos no limitantes de agentes adecuados para controlar el pH incluyen pero no estan limitados a hidroxidos de amonio y de metales alcalinos (tales como hidroxido de sodio e hidroxido de potasio), y sus mezclas, y similares. Los ejemplos no limitantes de tamponantes adecuados incluyen carbonato de amonio, carbonato sodico, bicarbonato sodico, y sus mezclas, y similares. El pH se puede ajustar, si se desea, al final del proceso de polimerizacion segun la aplicacion deseada.
En la preparacion del componente copolimerico, para controlar el peso molecular se puede usar cualquier agente de transferencia de la cadena, o sus mezclas. Los agentes de transferencia de la cadena adecuados incluyen, por ejemplo, alquil Ci a C12 mercaptanos o alquilmercaptanos funcionalizados, alquil mercaptoalcanoatos o alquilmercaptoalcanoatos funcionalizados, o hidrocarburos halogenados, y similares, y sus mezclas. Los agentes de transferencia de la cadena normalmente se emplean a niveles del 0,1 % en peso al 10 % en peso, en base al peso total del monomero.
Los copoftmeros normalmente se preparan en presencia de iniciadores solubles en agua o solubles en aceite (tales como persulfatos, peroxidos, hidroperoxidos, percarbonatos, peracetatos, perbenzoatos, compuestos azofuncionales, y otras especies que generan radicales libres, y similares, y sus mezclas), como es bien sabido por los expertos en la materia.
Como agente de reticulacion en la practica de la presente invencion se puede emplear cualquier compuesto que contenga nitrogeno que tenga al menos dos nitrogenos amina reactivos con los grupos carbonilo. El agente de reticulacion se puede anadir durante el proceso de polimerizacion o se puede anadir posteriormente durante la formulacion de las composiciones de recubrimiento. Dichos agentes de reticulacion pueden ser alifaticos o aromaticos, polimericos o no polimericos, y se pueden usar solos o en combinacion. Los ejemplos no limitantes de compuestos adecuados incluyen: hidrazina, dihidrazinas alifaticas que tienen de 2 a 4 atomos de carbono tales como, pero no limitado a, etileno-1,2-dihidrazina, propileno-1,3-dihidrazina, y butileno-1,4-dihidrazina, eteres de alquilendioxima, y dihidrazidas de acidos dicarboxflicos solubles en agua (por ejemplo, dihidrazidas de los acidos malonico, succmico, y adfpico). En una realizacion se usa la dihidrazida del acido adfpico (acido adfpico dihidrazida).
En una realizacion, el agente de reticulacion se usa en una cantidad suficiente para reaccionar con 0,25 a 1 equivalentes molares de carbonilo presentes en el copoftmero. En otra realizacion, el agente de reticulacion se usa en una cantidad suficiente para reaccionar con al menos 0,5 a 1 equivalentes molares de carbonilo (derivados del monomero con una funcion carbonilo) presentes en el copoftmero.
En esta invencion, la temperatura de transicion vftrea ("Tg") del copoftmero en emulsion se debe mantener por debajo de 90 °C. Las Tg que se usan en esta invencion son aquellas calculadas mediante el uso de la ecuacion de Fox; vease T. G. Fox, Bull. Am. Physics Soc.). En otras palabras, para calcular la Tg de un copoftmero de los monomeros M1 y M2, 1/Tg(calc.)=w(M1)/Tg(M1)+w(M2)/Tg(M2), en donde Tg(calc.) Es la temperatura de transicion vftrea calculada para el copoftmero, w(M1) es la fraccion ponderal del monomero M1 en el copoftmero, w(M2) es la fraccion ponderal del monomero M2 en el copoftmero, Tg(M1) es la temperatura de transicion vftrea del homopoftmero de M1, y Tg(M2) es la temperatura de transicion vftrea del homopoftmero de M2, con todas las temperaturas que estan en °K. Las temperaturas de transicion vftrea de los homopoftmeros se pueden encontrar, por ejemplo, en J. Brandrup y E. H. Immergut, ed., Polymer Handbook, Interscience Publishers.
Cuando los poftmeros en emulsion se preparan mediante diversos procesos para crear una distribucion de monomeros nuclear o no uniforme en las partfculas o una distribucion de partfculas multimodal u otra morfologfa, el calculo de la Tg se basa en los monomeros totales usados en la polimerizacion, independientemente de la secuencia de adicion de los monomeros.
El latex formado mediante la polimerizacion en emulsion por radicales libres se puede diluir opcionalmente con agua adicional a cualquier concentracion (contenido de solidos) que se desee. A continuacion este latex se puede usar en la preparacion de recubrimientos a base de agua empleando tecnicas que son muy conocidas por los expertos en la materia.
En el latex se pueden directamente mezclar pigmentos, plastificantes, disolventes de coalescencia, agentes de
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relleno, agentes humectantes, estabilizantes, desespumantes, desecantes, agentes antibacterianos, fungicidas, insecticidas, agentes antiincrustantes, y agentes anticorrosivos deseados.
Los pigmentos normalmente se anaden a formulaciones de pintura para conferir color y proteccion al recubrimiento. El dioxido de titanio es un ejemplo de un pigmento usado de forma generalizada que confiere proteccion y un color blanco. Los pigmentos minerales (tales como los oxidos de hierro y de cromo), pigmentos organicos (tales como ftalocianina) y pigmentos anticorrosivos activos (tales como fosfato de cinc) son ejemplos representativos de otros pigmentos usados de forma generalizada.
Los agentes de relleno empleados en la preparacion de formulaciones de recubrimiento a base de agua normalmente son materiales baratos que se anaden para conseguir caractensticas de consistencia y de falta de fraguado deseadas. Los agentes de relleno tambien pueden mejorar las propiedades ffsicas de un recubrimiento, tal como la resistencia al agrietamiento y a la abrasion. Algunos ejemplos representativos de agentes de relleno utilizados de forma generalizada incluyen tizas, arcillas, micas, baritas, talcos, y sflice.
Habitualmente se anaden fungicidas y algicidas a las pinturas interiores y exteriores de una casa y son de un valor particular en formulaciones de recubrimiento que se utilizaran en climas calidos. Habitualmente se anaden agentes antiincrustantes a las pinturas marinas para inhibir el crecimiento de organismos marinos.
Se puede preparar una composicion para la formacion de una pelfcula a base de agua que utiliza una mezcla del polfmero con un disolvente de coalescencia y un plastificante adecuados. Se prefiere que el disolvente de coalescencia sea al menos inmiscible con el agua e incluso mas preferentemente que sea insoluble en agua. De los diversos disolventes que se pueden usar, en general se prefieren el monobutil eter de etilenglicol, monoetil eter de etilenglicol, monometil eter de dietilenglicol, monoetil eter de dietilenglicol, monobutil eter de dietilenglicol, monobutil eter de propilenglicol, monoetil eter de propilenglicol, monometil eter de dipropilenglicol, monoetil eter de dipropilenglicol, y monobutil eter de dipropilenglicol. Cabe senalar que el disolvente y el plastificante se pueden mezclar directamente con el polfmero en su emulsion en agua. En una realizacion, el disolvente de coalescencia (agente auxiliar) esta presente en una cantidad entre el 2 y el 20 % en peso en base al peso total del polfmero. En otra realizacion, esta presente entre el 3 y el 15 % en peso.
En la practica de esta invencion se pueden utilizar una amplia variedad de plastificantes. Por ejemplo, pueden ser del tipo enumerado en Federation Series on Coatings Technology, Unidad 22, titulada "Plasticizers" publicada en abril de 1974, siempre que cumplan con los requerimientos del punto de fusion, punto de ebullicion y compatibilidad. Algunos ejemplos representativos de plastificantes que se pueden usar incluyen metil eter de propilenglicol, metil eter de dipropilenglicol, metil eter de tripropilenglicol, metil eter acetato de propilenglicol, metil eter acetato de dipropilenglicol, n-propil eter de propilenglicol, n-propil eter de dipropilenglicol, n-butil eter de propilenglicol, n-butil eter de dipropilenglicol, n-butil eter de tripropilenglicol, fenil eter de propilenglicol, diacetato de propilenglicol, dimetil eter de dipropilenglicol, etil eter de dietilenglicol, metil eter de dietilenglicol, n-butil eter de dietilenglicol, hexil eter de dietilenglicol, n-butil eter acetato de dietilenglicol, propil eter de etilenglicol, n-butil eter de etilenglicol, hexil eter de etilenglicol, n-butil eter acetato de etilenglicol, metil eter de trietilenglicol, etil eter de trietilenglicol, n-butil eter de trietilenglicol, fenil eter de etilenglicol, mezcla de n-butil eter de etilenglicol, dibenzoato de polietilenglicol, o-p- toluensulfonamida, dibenzoato de trimetilpentanodiol y monoisobutirato monobenzoato de trimetilpentanodiol.
En la preparacion de las composiciones de recubrimiento de base acuosa usadas en esta invencion, normalmente se incorporan de 25 partes en peso a 100 partes en peso del polfmero en 100 partes en peso de agua. No obstante, normalmente se puede emplear mas o menos agua. El nivel de polfmero utilizado tambien dependera del tipo y cantidad de disolvente de coalescencia y plastificante usados. La composicion de recubrimiento de base acuosa, en forma de disolucion o dispersion acuosa, a continuacion se puede aplicar como recubrimiento sobre mampostena. Como ya se ha explicado, las composiciones de recubrimiento de base acuosa usadas de acuerdo con esta invencion son de un valor particular para su aplicacion a superficies de mampostena, tales como suelos de garajes y entradas de coche de hormigon.
Esta invencion se ilustra mediante los siguientes ejemplos. A menos que se indique espedficamente lo contrario, las partes y porcentajes se proporcionan en peso.
Ejemplo 1
Se preparo un polfmero en emulsion de acido metacnlico, metil metacrilato, 2-etilhexil acrilato, diacetona acrilamida y monomero de fosfato T-mulz1228 mediante el uso de Polystep® NMS-9 (un tensioactivo de fosfato polimerizable). Se preparo una premezcla de monomeros mezclando 216 gramos de agua, 45,6 gramos de diacetona acrilamida, 0,8 gramos de carbonato de amonio, 19,2 gramos de Polystep® NMS-9, 4,57 gramos de hidroxido de amonio, 13,6 gramos de T-Mulz 1228 con 16 gramos de lavado con agua, 4 gramos de acido metacnlico, 280 gramos de metil metacrilato, 280 gramos de 2-etilhexil acrilato. Se preparo el iniciador A disolviendo 0,8 gramos de persulfato de amonio en 13,3 gramos de agua. Se preparo el iniciador B disolviendo 1,2 gramos de persulfato de amonio en 80 gramos de agua. Se cargo un recipiente de reaccion de 3 litros de la siguiente manera: 568 gramos de agua, 0,72 gramos de carbonato de amonio, y 6,86 gramos de Calfax® 16-L35, y a continuacion se calento a 88 °C en
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atmosfera de nitrogeno. A continuacion se anadio el iniciador A al recipiente de reaccion, seguido de la adicion de la premezcla de monomeros en el recipiente de reaccion durante un penodo de 3 horas aproximadamente. A los 45 minutes de iniciada la adicion de la premezcla, se anadio el iniciador B al recipiente de reaccion durante un penodo de 3 horas y 30 minutes aproximadamente. A los 75 minutes de iniciada la adicion de la premezcla, se detuvo la adicion de la premezcla durante 15 minutos. Se anadieron 176 gramos de metil metacrilato a la premezcla de monomeros restante y se anadieron 6,86 gramos de Calfax® 16 L-3S en el reactor. Despues de completar la alimentacion del iniciador B, la temperatura del recipiente de reaccion se mantuvo a 88 °C durante 30 minutos. A continuacion el recipiente de reaccion se enfrio a 57 °C. Se anadio una mezcla de 10,64 gramos de agua, 0,91 gramos de hidroperoxido de t-butilo, y 0,27 gramos de lauril amonio al 30 % al recipiente de reaccion. Despues de unos 5 minutos, se anadieron 23,2 gramos de acido eritorbico al 2,4 % al recipiente de reaccion. Despues de 30 minutos, el recipiente de reaccion se enfrio a temperatura ambiente y se filtro a traves de un fieltro de 100 pm. A continuacion, se anadieron 128 gramos de dihidrazida de acido adfpico al 12,8 %, hidroxido de amonio, y biocida. El producto tema un pH de 8,5 aproximadamente.
Ejemplo 2
El polfmero en emulsion se obtuvo exactamente del mismo modo que en el Ejemplo 1 excepto por que se usaron
240.8 gramos de metil metacrilato y 256 gramos de 2-etilhexil acrilato en la premezcla de monomeros, se anadieron 240 gramos de metil metacrilato en la premezcla de monomeros restante, y se anadieron 6,86 gramos de Calfax® 16 L-3S en el reactor en la parada a los 75 minutos. Todos los demas monomeros eran identicos.
Ejemplo 3 (No de acuerdo con la invencion)
El polfmero en emulsion se obtuvo exactamente del mismo modo que en el Ejemplo 2, excepto por que se usaron
4.8 gramos del ester fosfato de tridecil alcohol etoxilato Dextrol™ OC-70 en lugar de Polystep® nMS-9.
Ejemplo 4
El polfmero en emulsion se obtuvo exactamente del mismo modo que en el Ejemplo 1, excepto por que se usaron
13.6 gramos de monomero de fosfato SIPOMER™ PAM-4000 (en lugar de monomero T-mulz 1228), 224,8 gramos de metil metacrilato y 272 gramos de 2-etilhexil acrilato en la premezcla de monomeros. Todos los demas monomeros eran identicos.
Ejemplo 5
Se preparo un polfmero en emulsion de acido metacnlico, metil metacrilato, 2-etilhexil acrilato, diacetona acrilamida y monomero de fosfato SIPOMER™ PAM-4000 mediante el uso del tensioactivo de fosfato polimerizable Polystep® NMS-9. Se preparo una premezcla de monomeros mezclando 432 gramos de agua, 91,2 gramos de diacetona acrilamida, 2,4 gramos de carbonato de amonio, 38,4 gramos de Polystep® NMS-9, 27,2 gramos de SIPOMER™ PAM-4000 con 32 gramos de lavado con agua, 9,14 gramos de hidroxido de amonio, 8 gramos de acido metacnlico,
81.6 gramos de metil metacrilato, 400 gramos de estireno, y 512 gramos de 2-etilhexil acrilato. Se preparo el iniciador A disolviendo 2,24 gramos de persulfato de amonio en 26,6 gramos de agua. Se preparo el iniciador B disolviendo 2,4 gramos de persulfato de amonio en 160 gramos de agua. Se cargo un recipiente de reaccion de 5 litros de la siguiente manera: 1136 gramos de agua, 1,44 gramos de carbonato de amonio, y 9,14 gramos de Calfax® 16-L35, y a continuacion se calento a 84 °C en atmosfera de nitrogeno. A continuacion se anadio el iniciador A al recipiente de reaccion, seguido de la adicion de la premezcla de monomeros en el recipiente de reaccion durante un penodo de 3 horas aproximadamente. La reaccion se mantuvo a 88 °C. A los 45 minutos de iniciada la adicion de la premezcla, se anadio el iniciador B al recipiente de reaccion durante un penodo de 3 horas y 30 minutos aproximadamente. A los 70 minutos de iniciada la adicion de la premezcla, se detuvo la adicion de la premezcla durante 15 minutos. Se anadieron 480 gramos de metil metacrilato a la premezcla de monomeros remanente y se anadieron 13,71 gramos de Calfax® 16 L-35 en el reactor. Despues de completar la alimentacion del iniciador B, la temperatura del recipiente de reaccion se mantuvo a 88 °C durante 30 minutos. A continuacion el recipiente de reaccion se enfrio a 57 °C. Se anadio una mezcla de 21,28 gramos de agua, 1,83 gramos de hidroperoxido de t-butilo, y 0,53 gramos de lauril amonio al 30 % al recipiente de reaccion. Despues de unos 5 minutos, se anadieron 46,4 gramos de acido eritorbico al 2,4 % al recipiente de reaccion. Despues de 30 minutos, el recipiente de reaccion se enfrio a temperatura ambiente y se filtro a traves de un fieltro de 100 pm. A continuacion, se anadieron 256 gramos de dihidrazida de acido adfpico al 12,8 %, hidroxido de amonio, y biocida. El producto tema un pH de 8,5 aproximadamente.
Ejemplo 6
En este experimento, el polfmero en emulsion se obtuvo utilizando el mismo procedimiento que en el Ejemplo 2, excepto por que el Polystep® NMS-9 fue sustituido por 4,8 gramos de tensioactivo polimerizable Adeka™ SR-10.
Ejemplo 7
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En este experimento, el poKmero en emulsion se obtuvo usando el mismo procedimiento que en el Ejemplo 2, excepto por que el Polystep® NMS-9 fue sustituido por 4,8 gramos de tensioactivo polimerizable Hetenol™ KH-10.
Ejemplo Comparativo 1
En este experimento, el polfmero en emulsion se obtuvo usando exactamente el mismo procedimiento que se empleo en el Ejemplo 2, excepto por que el T-multz fue sustituido por acido metacnlico.
Ejemplo Comparativo 2
En este experimento, el polfmero en emulsion se obtuvo utilizando el mismo procedimiento que en el Ejemplo 2, excepto por que el T-multz fue sustituido por el monomero AMPS™ 2405 a la misma base de solidos.
Ejemplo Comparativo 3
En este experimento comparativo, se sintetizo un polfmero en emulsion usando el mismo procedimiento que se empleo en el Ejemplo 2, excepto por que el Polystep® NMS-9 fue sustituido por nonil fenol sulfato etoxilado Disponil™ AES-25 a la misma base de solidos.
Ejemplo Comparativo 4
En este experimento, se obtuvo un polfmero en emulsion mediante la misma tecnica que se utilizo en el Ejemplo 2, excepto por que el Polystep® NMS-9 fue sustituido por 6,86 gramos de Calfax® 16L-35 y 8 gramos de lauril eter sulfato de sodio.
Ejemplo comparativo 5
En este experimento, se obtuvo un polfmero en emulsion usando el mismo procedimiento que se empleo en el Ejemplo 2, excepto por que el Polystep® NMS-9 fue sustituido por 6,86 gramos de Calfax® 16L-35 y 3,43 gramos de Aerosol™ TR-70.
Ejemplo Comparativo 6
En este experimento, un polfmero en emulsion se sintetizo mediante la misma tecnica que se empleo en el Ejemplo 2, excepto por que el Polystep® NMS-9 fue sustituido por 8 gramos de tridecil eter sulfato de sodio Rhoplex™ ES- 30.
Los datos de los Ejemplos 1-7 y Ejemplos Comparativos 1-6 se resumen a continuacion en la Tabla 1. En los Ejemplos Comparativos 1 y 2, no se incorporo monomero de fosfato al polfmero. En los Ejemplos Comparativos 3-6, no se incorporo monomero polimerizable o tensioactivo de fosfato al polfmero.
Tabla 1
PoKmeros experimentales formulados en el estudio comparativo de recubrimientos transparentes
- Ejemplo #
- Aditivo 1 Aditivo 2 Resistencia temprana a la decoloracion Resistencia al lfquido de frenos % del Total
- Ejemplo 1
- NMS-9 T-mulz 1228 10 8 90
- Ejemplo 2
- NMS-9 T-mulz 1228 10 8 90
- Ejemplo 3
- OC-70 T-mulz 1228 10 8 90
- Ejemplo 4
- NMS-9 PAM-4000 10 8 90
- Ejemplo 5
- NMS-9 PAM-4000 10 9 95
- Ejemplo 6
- Adeka™ SR-10 T-mulz 1228 6 8 70
- Ejemplo 7
- Hetenol™ KH-10 T-mulz 1228 10 8 90
- Comparativo
- Ejemplo #1
- NMS-9 MAA 0 0 0
- Ejemplo #2
- NMS-9 AMPS-2405 6 0 30
- Ejemplo #3
- Disponil™ AES-25 T-mulz 1228 10 0 50
- Ejemplo #4
- Calfax™ & ALS T-mulz 1228 0 6 30
- Ejemplo #5
- Calfax™ & TR-70 T-mulz 1228 6 6 60
*no de acuerdo con la invencion
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Nota: la resistencia temprana a la decoloracion se presenta en una escala de 0-10 en donde 10 es excelente y 0 es indicativo de un fracaso total. La resistencia a los lfquidos de freno tambien se presenta en una escala de 0-10 en donde 10 es excelente y 0 es indicativo de un fracaso total.
Como se puede observar al revisar los datos de la Tabla 1, los polfmeros experimentales preparados de acuerdo con esta invencion ofrecen en general una resistencia temprana a la decoloracion y una resistencia al lfquido de frenos mejores que los polfmeros preparados en los Ejemplos comparativos usando la tecnologfa convencional.
Ejemplos de pintura
En esta serie de experimentos, el latex del polfmero sintetizado en el Ejemplo 2 y una serie de latex disponibles en el mercado se formularon en composiciones de recubrimiento hidrosolubles transparentes para su aplicacion a sustratos de mampostena horizontales. Los recubrimientos preparados con estas formulaciones se evaluaron para su resistencia temprana al agua, decoloracion sobre hormigon, adhesion, y resistencia qmmica. Estas caractensticas se evaluaron utilizando los siguientes procedimientos de ensayo:
1) Resistencia temprana al agua
• Aplicar 1 capa sobre una tabla de friegas Leneta negra; secar a temperatura ambiente durante 2 horas.
• Sumergir la mitad de la tabla en un bano de agua durante 24 horas.
• Retirar la tabla del lote de agua y valorar el grado de decoloracion, formacion de ampollas y otras
deformaciones de la pelfcula despues de extraerla inmediatamente del agua y despues de 24 horas de recuperacion a temperatura ambiente.
• La escala de valoracion es de 1 a 10 (10 es el mejor).
2) Decoloracion sobre hormigon
• Aplicar 2 capas hormigon liso de Tipo 1; secar la pelfcula durante 24 horas a temperatura ambiente.
• Aplicar un algodon (absorbente) a la superficie del hormigon revestido.
• Empapar el algodon con agua. Dejar un algodon mojado sobre el hormigon recubierto durante 24 horas.
• Retirar el algodon, valorar el grado de decoloracion y recuperacion inmediatamente despues de retirar algodon y despues de la recuperacion durante 24 horas.
• La escala de valoracion es de 1 a 10 (10 es el mejor).
3) Adhesion
• Aplicar 1 o 2 capas de hormigon liso de tipo 1, secar a temperatura ambiente durante 24 horas.
• Usar una plantilla de trama cruzada y un cuchillo muy afilado, cortar la pelfcula en un patron en rejilla de 10 x 10,
• Aplicar firmemente cinta Permacel™ en la zona de la rejilla; a continuacion, retirar la cinta con un movimiento rapido a 90° con respecto a la superficie.
• A una segunda rejilla de 10 x 10, aplicar un algodon y saturarlo completamente con agua.
• Retirar el algodon despues de 30 minutos.
• Tratar suavemente la zona mojada para secarla; despues de 5 minutos, aplicar la cinta y repetir el movimiento de retirada de la cinta como se ha indicado anteriormente.
• La valoracion con la siguiente escala de calificacion es de 0 a 5 (5 es excelente, la pelfcula no se retira).
4) Resistencia qmmica
• Aplicar 2 capas de hormigon liso de tipo 1, secar durante 3 dfas a temperatura ambiente.
• Colocar un algodon sobre la superficie; saturar con uno de los siguientes productos; aceite sucio de motor, lfquido de frenos, lfquido limpiaparabrisas, lfquido de transmision, Skydrol™, anticongelante, lejfa, cloro de piscina, TSP y otros materiales similares.
• Dejar que el algodon humedo entre en contacto directo con la superficie de la pelfcula durante 1 hora.
• Retirar el algodon humedo y evaluar el grado de afectacion de la pelfcula.
• La escala de valoracion es de 1 a 10 (10 = Excelente)
Las composiciones de recubrimiento preparadas en esta serie de experimentos se formularon utilizando los principios identificados en la Tabla 2. En la preparacion de estas formulaciones de recubrimiento, se anadieron los principios identificados en la Tabla 2 a un recipiente de mezcla, de forma secuencial en el orden enumerado con agitacion continua. El amomaco se anadio inmediatamente despues de la adicion del latex polimerico en una cantidad suficiente para ajustar el pH de la formulacion a 9.
Tabla 2
- Transparente - recubrimiento de mampostena horizontal 100 g/l VOC
- % en peso
- Agua
- 36,7
- 'Tensioactivo Surfynol® 104H
- 0,9
- BYK® 333 polidimetilsiloxano modificado con polieter
- 0,1
- Dowanol® DPnB monobutil eter de dipropilenglicol
- 2,7
- PoKmero en emulsion
- 59,1
- Amomaco (pH=9)
- 0,1
- Acrysol® RM 825 espesante asociado al poliuretano
- 0,4
- Total
- 100
- 'Tensioactivo Surfynol® 104H es una mezcla que contiene el 75 % en peso de 2,4,7,9-tetrametil-5-decin-4,7-diol (numero CAS 126-86-3) y el 25 % en peso de etilenglicol.
La identidad del latex polimerico utilizado en la preparacion de cada una de las formulaciones en esta serie de 5 experimentos se identifica en las tablas siguientes asf como las caractensticas ffsicas y qmmicas de los recubrimientos preparados.
10
Tabla 3
- PoKmero Polfmeros comerciales para mampostena u hormigon
- experimental del Eiemplo 2
- Polfmero 1 Polfmero 2 Polfmero 3 Polfmero 4
- Resistencia temprana a la decoloracion (10=Excelente)
- Decoloracion
- 10 0 5 0 5
- Recuperacion
- 10 5 0 0 10
- Adhesion (10=excelente)
- Retirada de la cinta seca
- 10 10 10 8 10
- Resistencia qmmica (10=Excelente)
- Aceite sucio de motor
- 10 9 9 9 9
- Lfquido de frenos
- 9 0 0 6 9
- Lfquido de limpieza Winshield
- 10 8 8 10 10
- TSP
- 10 9 10 10 5
- Skydrol™
- 10 5 5 6 6
- Etilenglicol
- 10 8 10 10 6
- Valoracion General
- 89 54 57 59 70
Tabla 4
- 0 "O _ 0 -S ■p 73 CM 0 2 o 5 T3 0) a ^ 0 S= c -P o £ £= .E 2 o CL Q. clLU Pinturas comerciales para mampostena u hormigon
- Pintura A
- Pintura B Pintura C Pintura D Pintura E Pintura F
- Resistencia temprana a la decoloracion (10=Excelente)
- Decoloracion
- 10 2 8 10 0 2 1
- Recuperacion
- 10 2 10 10 0 2 1
- Adhesion (10=excelente)
- Retirada de la cinta seca
- 10 10 10 10 2 8 6
- Resistencia qmmica (10=Excelente)
- Aceite sucio de motor
- 10 9 8 8 9 10 10
- Lfquido de frenos
- 9 1 0 0 0 1 0
- Lfquido de limpieza Winshield
- 10 9 9 8 9 10 8
- TSP
- 10 9 10 10 10 0
- Skydrol™
- 10 1 0 0 0 1 0
- Etilenglicol
- 10 10 10 10 10 10 9
- Valoracion General
- 89 49 64 66 40 54 35
Como se puede observar de las tablas anteriores, el latex experimental de esta invencion proporciona formulaciones de recubrimiento que tienen una combinacion unica de resistencia temprana a la decoloracion y una resistencia excelente a productos qmmicos domesticos. Estas composiciones de recubrimiento tambien presentan unas 5 caractensticas de adhesion sobresalientes a sustratos de mampostena. Por consiguiente, estas formulaciones de
recubrimiento ofrecen una combinacion de caractensticas excelentes para su aplicacion a sustratos de hormigon horizontales.
Claims (2)
- REIVINDICACIONES1. Uso de una composicion hidrosoluble que esta comprendida de(1) agua; (2) una composicion polimerica en emulsion que esta comprendida: (a) del 0,5 % en peso al 15 % en peso 5 de un monomero con una funcion carbonilo, (b) del 0,1 % en peso al 10 % en peso de un monomero que contiene fosforo, (c) al menos un monomero etilenicamente insaturado, y (d) del 0,05 % en peso al 5 % en peso un tensioactivo polimerizable; y (3) al menos un agente auxiliar de coalescencia, como recubrimiento para mampostena y entradas de coches de hormigon, en donde el monomero que contiene fosforo tiene una funcion diferente que el tensioactivo polimerizable.10
- 2. El uso que se ha especificado en la reivindicacion 1, en donde el monomero etilenicamente insaturado se selecciona del grupo que consiste en monomeros vinil aromaticos, monomeros de acrilato, y monomeros de alquil acrilato.15 3. El uso que se ha especificado en la reivindicacion 1, en donde dicho monomero con una funcion carbonilo tiene almenos un grupo carbonilo capaz de reaccionar con una dihidrazida durante la formacion de la pelfcula y un doble enlace polimerizable y en donde dicha composicion ademas comprende al menos un agente de reticulacion que tiene dos o mas grupos hidrazida por molecula.
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