ES2637620T3 - Composición de revestimiento que comprende partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico, proceso para prepararla y uso de partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico en composiciones de revestimiento - Google Patents

Composición de revestimiento que comprende partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico, proceso para prepararla y uso de partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico en composiciones de revestimiento Download PDF

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Abstract

Composición de revestimiento que tiene una concentración en volumen de pigmento (CVP) () desde 5% en volumen hasta la (concentración crítica en volumen de pigmento (CCVP) caracterizada por que comprende - al menos un carbonato cálcico natural molido submicrométrico (CCNMS) que tiene un diámetro mediano (d50 ) entre 0,05 y 0,3 μm y, - al menos un pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2,5; y - al menos una resina.

Description

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DESCRIPCION
Composicion de revestimiento que comprende partmulas que contienen carbonato calcico submicrometrico, proceso para prepararla y uso de partmulas que contienen carbonato calcico submicrometrico en composiciones de revestimiento
La presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento brillantes y opacificantes que comprenden partmulas que contienen CCNMS. La invencion se refiere ademas a un proceso para preparar una composicion de revestimiento brillante y opacificante que emplea carbonato calcico molido natural submicrometrico y al uso de dicho carbonato en composiciones de revestimiento brillantes y opacificantes.
Los pigmentos minerales se utilizan ampliamente en sistemas de revestimiento, no solamente para disminuir los costos de formulacion sino ademas para mejorar ciertas propiedades de la formulacion de revestimiento, durante su preparacion o almacenamiento, o durante o despues de su aplicacion a un sustrato. En el campo de las formulaciones de pinturas, los sistemas de revestimiento casi invariablemente emplean dioxido de titanio.
En el contexto de las aplicaciones de pinturas, los pigmentos con mdice de refraccion de al menos 2,5 son altamente apreciados. Un pigmento especialmente preferido a este respecto es el dioxido de titanio (TO2), particularmente cuando se encuentra en la forma rutilo que tiene un mdice de refraccion del 2,7 (Light Scattering by Pigmentary Rutile in Polymeric Films, Richard A. Slepetys, William F. Sullivan lnd. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 1970, 9 (3), pp 266-271) para proporcionar un poder de ocultamiento o de opacidad significativo. Es muy conocido que los pigmentos de dioxido de titanio comercializados para su uso en la formulacion de pinturas presentan una estrecha distribucion del tamano de partmulas junto con un diametro de partmulas mediano entre 0,2 y 0,6 |im, dependiendo del material y del metodo de medicion del tamano medio de partmulas. De manera semejante se emplean el sulfuro de zinc y el oxido de zinc.
El dioxido de titanio adolece, sin embargo, de tener un costo relativamente elevado, dando como resultado el deseo continuo de encontrar pigmentos de bajo costo que reemplacen parcialmente al TO2, que no se traduzcan en una reduccion de las propiedades opticas y de otras propiedades de la composicion de revestimiento.
La patente WO 2005/083016 describe una composicion de pintura que comprende un pigmento blanco. En caso de que el pigmento blanco es TO2, la pintura incluye al menos otro pigmento blanco que no es TiO2, tal como carbonato calcico, en el que la distribucion del tamano de partmulas para el carbonato calcico es superior a 1 |im.
La patente WO 2009/137504 describe una composicion de revestimiento que tiene una concentracion de pigmentos total entre aproximadamente el 5% y aproximadamente el 70 % en volumen de la composicion seca (CVP). El pigmento puede ser TiO2, y la composicion comprende ademas un diluyente tal como carbonato calcico. Sin embarho, no se mencionan ni el tamano de partmulas del carbonato calcico ni la concentracion cntica en volumen del pigmento (CCVP).
La patente de EE.UU 3.838.085 describe una composicion de pintura con un CVP entre aproximadamente el 15 % y el 80 %. El pigmento incluye una mezcla de dioxido de titanio, caolm y carbonato calcico, en el que el tamano de las partmulas del carbonato calcico no se menciona.
Ninguno de los anteriores documentos o la tecnica anterior citada en el presente documento menciona o sugiere el uso de carbonato calcico molido natural submicrometrico.
La patente GB1404564 describe pinturas y pigmentos rellenos con carbonato calcico natural ultrafino, en donde dicho carbonato calcico natural tiene un diametro de partmulas de 0,5 a 4 |im y se emplea para reemplazar parcialmente al dioxido de titanio. En este caso, Imerys ha comercializado Polcarb del que se dice que es adecuado para formulaciones de pinturas brillantes, que tiene un tamano medio de partmulas de 0,9 |im. Sin embargo, dichos productos de carbonato calcico naturales no permiten el reemplazo de una parte de TiO2 en una formulacion de pintura brillante que tenga una concentracion en volumen del pigmento por debajo de la concentracion cntica del volumen del pigmento, sin una perdida de brillo u opacidad.
Para el proposito de la presente invencion, la concentracion en volumen del pigmento (CVP) se entiende que se refiere a la fraccion, expresada en %, del volumen del pigmento con relacion al volumen total del pigmento mas los otros componentes de la formulacion, es decir, tiene en cuenta el volumen del pigmento con relacion al volumen de la formulacion total en el revestimiento final (secado; es decir, excluyendo agua u otro disolvente).
La concentracion cntica en volumen del pigmento (CCVP) se define como la concentracion en volumen del pigmento como en la que, si se excede, el componente de resina de la formulacion de revestimiento ya no es suficiente para revestir totalmente todas las partmulas del pigmento en un revestimiento. Es bien sabido que por encima de la CCVP, las formulaciones proporcionan generalmente un acabado mate. En contraste, las formulaciones de pinturas brillantes emplean una CVP que esta por debajo de la CCVP.
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La patente de EE.UU. 5.171.631 describe una composicion de revestimiento para desarrollar ocultamiento sobre un sustrato adecuado, teniendo la composicion de revestimiento una concentracion en volumen del pigmento (CVP) hasta una concentracion cntica en volumen del pigmento (CCVP) y un sistema de pigmentos que comprende aproximadamente 70-98% en volumen de dioxido de titanio y aproximadamente 2-30% en volumen de un pigmento espaciador/diluyente de trihidrato de aluminio (THA) que tiene un tamano medio de partmulas de aproximadamente 0,2 micrometros. La Figura 1 de la patente de EE.UU. 5.171.631 muestra un valor de la relacion dg8/d50 de aproximadamente 2,7, que corresponde a una distribucion del tamano de partmulas relativamente estrecha. Aunque se establece que, siempre que este THA tenga un tamano mediano de partmulas y una distribucion del tamano de partmulas generalmente similares al tamano mediano de partmulas y a la curva de distribucion del tamano de partmulas de TiO2, una porcion de TO2 puede ser reemplazada por un volumen igual de THA sin perdida del poder de ocultamiento. La Figura 2 de la patente de EE.UU. 5.171.631 muestra que las formulaciones de pintura que comprenden THA-TiO2 generalmente no pueden conseguir los mismos valores de opacidad que la formulacion de la pintura de control que comprende TO2 solo.
El carbonato calcico natural molido (GCC), contrariamente a su correspondiente sintetico, el carbonato calcico precipitado (CCP), adolece generalmente de una ancha distribucion del tamano de partmulas y de formas de las partmulas irregulares. Realmente, como el carbonato calcico natural molido se prepara moliendo piedras que contienen calcita, marmol, greda o caliza obtenidas de minena, es diffcil asegurar que estas piedras sean fraccionadas finalmente para formar partmulas finas que tengan un tamano de partmula muy uniforme.
En contraste, el CCP se forma por un proceso de acumulacion de cristales alrededor de sitios de nucleacion. El control de la nucleacion y del desarrollo del tamano de partmulas, particularmente en el dominio del tamano inferior a unos cuantos micrometres, durante la precipitacion del CCP, ha llegado a ser, durante el trascurso de los anos, una ciencia muy estudiada, y estan ahora disponibles ampliamente partreulas de CCP que tienen tamanos y formas pequenas y muy uniformes. Como en la patente de EE.UU. 5.171.631, se conocen las ventajas de emplear un producto de tamano de partmulas uniforme como el espaciador de dioxido de titanioEn este campo, la comparna Specialty Minerals anuncia Albafil PCC, una calcita prismatica fina de 0,7 micrometros y una gama de diversos CCP ultrafinos o nanometricos, a saber Calofort S PCC, Calofort U PCC, Ultra-P-flex PCC y Multifex MM PCC, teniendo cada uno un diametro mediano de 0,07 micrometros, afirmando que el carbonato calcico precipitado (CCP) se usa mas comunmente en la pintura como un diluyente para el dioxido de titanio TO2. Las partmulas de CCP pequenas y distribuidas estrechamente ayudan a espaciar las partmulas de TO2 individuales y aumentar su poder de ocultamiento
En vista de las ensenanzas anteriores de la tecnica anterior, fue notable que la firma solicitante encontrara que un carbonato calcico natural molido que es mas fino que los productos de carbonato calcico natural molido, previamente ofrecidos en este campo, pudiera ser utilizado como un reemplazo o un pigmento complementario para pigmentos con un mdice de refraccion de al menos 2,4, especialmente el TiO2, incluso en el caso en el que este carbonato calcico natural molido se caracterice por una distribucion de tamano de partmulas relativamente ancha y/o un diametro mediano que sea diferente del que tiene el pigmento a remplazar. En contraste con los resultados de la patente de EE.UU. 5.171.631 conseguidos con el THA, el carbonato calcico natural molido empleado en la presente invencion no solamente mantiene de manera mas completa el brillo y la opacidad de la formulacion de la pintura cuando se utiliza para reemplazar parte del pigmento de formulacion tal como TO2 a una CVP constante, sino que puede conducir aun a una mejora en el brillo y/o la opacidad.
Un primer objeto de la presente invencion es por consiguiente una composicion de revestimiento que tiene un brillo y opacidad igual o incluso mejorado que la composicion de pigmentos con un mdice de refraccion de al menos 2,5, pero en el que el contenido de este pigmento se reduce al mismo CVP.
La solucion de este problema de acuerdo con la presente invencion es una composicion de revestimiento que tiene una concentracion en volumen de pigmentos (CVP) del 5 % en volumen hasta la concentracion cntica en volumen del pigmento (CCVP), que comprende al menos un carbonato calcico natural molido que tiene un diametro mediano de volumen d50 de entre 0,05 y 0,3 |im (de ahora en adelante carbonato calcico molido natural submicrometrico, CCNMS), y al menos un pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5, y al menos una resina.
Para el proposito de la presente solicitud, la CCVP se determina de acuerdo con el metodo de medicion dado en el apartado de ejemplos mas adelante.
Para el proposito de la presente invencion, el diametro mediano (c5o (Mal)) y el dg8 (Mal) se miden de acuerdo con el metodo de medicion Malvern dado en el apartado de ejemplos mas adelante.
En este respecto, los valores d50 y dgs definen los diametros, de las cuales al 50 % en volumen de las partfculas medidas tienen un diametro inferior que el d50, y de las cuales al 98 % en volumen de las partfculas medidas tienen un diametro inferior que el valor dgs, respectivamente.
Preferiblemente, la composicion de revestimiento tiene una CVP de 10 a 30% en volumen, mas preferiblemente del 15 al 25 % en volumen, incluso mas preferiblemente del 17 al 21 % en volumen, por ejemplo, el 19 % en volumen.
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Preferiblemente, dicho CCNMS tiene un volumen de diametro mediano dso de entre 0,08 y 0,3 pm, preferiblemente de entre 0,1 y 0,2 pm, por ejemplo, 0,15 pm.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invencion, no solo se prefiere usar partmulas submicronicas, sino tambien es posiblemente ventajoso usar partmulas de CCNMS que tienen un diametro de volumen mediano d50 en el intervalo nanometrico inferior.
En una realizacion, dicho CCNMS tiene una relacion dg8/d50 (Mal) mayor de 3. Como se ha indicado anteriormente y en contraste con la tecnica anterior, este carbonato calcico natural molido, en una realizacion opcional, puede tener una distribucion de tamano de partmulas que es ancha y distinta de la distribucion de tamano de partmulas de dicho pigmento, que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5 empleado en la composicion. Realmente, incluso puede ser considerada una distribucion de tamano de partmulas bi- o multi-modal del CCNMS.
Como se muestra en los ejemplos de la seccion a continuacion, no es necesario que dicho CCNMS tenga un diametro de volumen mediano d50 que sea equivalente al diametro de volumen mediano d50 de dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor que o igual a 2,5, aunque esta realizacion no se excluye de la presente invencion. El diametro de volumen medio c/50 de CCNMS puede diferir del diametro de volumen mediano d50 de dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor que o igual que 2,5 hasta aproximadamente 0,4 pm, preferiblemente hasta 0,3 pm, especialmente hasta 0,2 pm.
Ademas, como se muestra en el apartado Ejemplos mas adelante, dicho CCNMS puede caracterizarse por una distribucion del tamano de partmulas amplia e incluso no uniforme, con relacion a la distribucion de dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5, aunque nuevamente esto no excluye el caso en el que las distribuciones del tamano de partmulas del CCNMS y dicho pigmento que tienen un mdice de refraccion mayor o igual a 2.5, sean similares en su amplitud.
En una realizacion preferida, dicho CCNMS tiene un dgs inferior que o igual a 1pm, mas preferiblemente inferior que o igual que 0,8 pm, incluso mas preferiblemente inferior que o igual que 0,6 pm, por ejemplo, 0,5 pm e incluso mas preferiblemente inferior que o igual que 0,4 pm, por ejemplo 0,3 pm.
Preferiblemente, dicho CCNMS tiene un mdice de refraccion de aproximadamente 1,4 a 1,8, mas preferiblemente de aproximadamente 1,5 a 1,7, por ejemplo 1,6.
En otra realizacion preferida, dicho pigmento tiene un mdice de refraccion mayor que o igual que 2,5 es dioxido de titanio.
Si el pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor que o igual que 2,5 es dioxido de titano, es preferible que el dioxido de titanio: relacion de peso de CCNMS es de 70:30 a 98:2, y es incluso mas preferible que el dioxido de titanio: relacion de peso de CCNMS es de 75:25 a 90:10, por ejemplo 88:12, mas preferiblemente el dioxido de titanio: relacion de peso de CCNMS es de 80:20 a 85:15.
En una realizacion alternativa, la composicion de revestimiento de acuerdo con la presente invencion ademas comprende uno o mas materiales seleccionados del grupo que comprende arcilla, talco, carbonato de magnesio, carbonato calcico precipitado (CCP), sulfato de bario, mica y bentonita. En el caso en el que se emplea el carbonato de magnesio en combinacion con el CCNMS, este puede estar en forma de una dolomita.
Es una realizacion especialmente preferida de la invencion que el brillo y/o la opacidad de la composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion es igual o mayor al brillo y/o la opacidad de la misma composicion que emplea la misma cantidad de dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5, en lugar de dicho carbonato calcico natural molido que tiene un d50 entre 0,05 y 0,3 pm.
Para el proposito de la presente invencion, el brillo de una composicion de revestimiento aplicada a un sustrato se
mide de acuerdo con el metodo de medicion proporcionados en el apartado de ejemplos a continuacion.
Para el proposito de la presente invencion, la opacidad de la composicion de revestimiento aplicada a un sustrato
se mide de acuerdo con el metodo de medicion proporcionados en el apartado de ejemplos a continuacion.
En una realizacion preferida la composicion de revestimiento de la presente invencion se caracteriza en que el brillo de la composicion que se aplica a un sustrato se encuentra en un intervalo de ± 10 %, del brillo de una composicion en la que el CCNMS se reemplaza completamente por dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor que o igual a 2,5 a un valor CVP constante en el intervalo del 5 % en volumen hasta la CCVP.
Preferiblemente, el brillo de la composicion de revestimiento de la presente invencion que se aplica a un sustrato se encuentra en un intervalo de ± 5 %, y mas preferiblemente dentro del intervalo de ± 3 %, del brillo de una composicion en la que el CCNMS se reemplaza completamente por dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor que o igual a 2,5.
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Alternativamente, el brillo de la composicion que contiene CCNMS puede ser aumentado en al menos 1% con respecto al brillo de la composicion en la que el CCNMS esta completamente reemplazado por dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5. Con respecto a esta realizacion, el brillo de la composicion que 40 contiene CCNMS es aumentado preferiblemente en al menos 5% con respecto al brillo de la composicion en la que el CCNMS esta completamente reemplazado por dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5.
En una realizacion preferida, dicho CCNMS esta dispersado con uno o mas dispersantes. Se pueden utilizar dispersantes convencionales conocidos por los expertos. El dispersante puede ser anionico, cationico o no-ionico. Un dispersante preferido es poli(acido acnlico).
Dicha composicion de revestimiento puede ser aplicada a una variedad de sustratos, incluyendo, aunque sin limitacion, hormigon, madera, papel, metal y carton.
En una realizacion preferida, dicha composicion de revestimiento se aplica a un sustrato en una cantidad de modo que forme una capa que tenga un espesor entre 100 y 400 pm, preferiblemente de entre 100 a 350 pm, mas preferiblemente de entre 150 a 300 pm, por ejemplo, entre 200 y 250 pm.
Despues de la aplicacion a un sustrato, dicha composicion de revestimiento proporciona preferiblemente un brillo medido a 60° segun DIN 67 530 de al menos el 70%, mas preferiblemente de al menos el 75 %, especialmente al menos el 80 %.
Despues de la aplicacion a un sustrato, dicha composicion de revestimiento proporciona preferiblemente una opacidad (relacion de contraste) determinada segun ISO 6504/3 de al menos el 95%, mas preferiblemente al menos el 97%, especialmente al menos el 98%.
Dicha composicion de revestimiento puede incluir ademas uno o mas de los siguientes componentes seleccionados a partir del grupo que comprende: resinas tal como latex o aglutinantes a base de acrilato, preferiblemente en forma de una emulsion acuosa, pigmentos tales como dioxido de titanio, aditivos, tales como antiespumantes, espesante, agentes para opacar, conservantes, abrillantadores opticos, estabilizantes lummicos y aditivos reologicos, tales como espesantes, dispersantes, disolventes tales como eteres de glicol y materiales de relleno, tales como pigmentos polimericos de esferas huecas (Ropaque™).
Generalmente, cualquier aditivo, que puede utilizarse normalmente en revestimientos a base de agua, que son bien conocidos en la tecnica, pueden utilizarse en la presente invencion. Tales aditivos incluyen, pero no quedan limitados a aglutinantes, tales como latex, que puede estar basado en compuestos acnlicos puros, compuestos de estireno acnlico, compuestos de vinilo acnlico, estireno butadieno, etileno vinil acetato, vinil acetato, polivinil acetato, polfmeros de almidon, etc.; alqrndicos, por ejemplo, del agua reducida y tipos emulsionados, tal como aceite de soja, aceite de pino, que puede estar modificado con silicona, modificado con poliuretano, etc.; poliuretanos, que pueden ser tanto libres de disolvente como que contienen disolvente.
Aditivos adicionales incluyen dioxido de titano (rutilo o anatasa) y pigmentos comunes y/o materiales de relleno tales como oxido de zinc, sienita nefelmica, tierra de diatomeas, silicatos de aluminio, arcilla calcinada, arcilla plastica, arcilla lavada con agua, sulfato de bario, silicato de magnesio, cuarzo, mica, wollastonita, asf como pigmentos organicos y no organicos de color.
Aditivos adicionales, que pueden ser utiles en la presente invencion incluyen disolventes tales como hidrocarburos aromaticos y alifaticos, alcoholes minerales, nafta, glicoles de propileno y etileno, etc.; disolventes coalescentes tales como texanol, butilo carbitol, butil diglicol, butil de cellosolve, dietilenglicol de eteres mono metil/butil/hexil/etil, etc.; plastificantes tales como varios ftalatos, tales como ftalatos de dibutilo, dietilo, dioctilo, dimetilo, bencilo dialquilo, etc.; agentes anti-asentamiento, tales como arcillas de atapulgita, espesantes celulosicos (por ejemplo, HEC, HMEC, HMPC, etc); dispersantes, tales como poliacrilatos, que pueden ser sodio, amonio, y/o potasio neutralizado, y/o modificados hidrofilamente; tensioactivos tales como tensioactivos anionicos o no anionicos; modificadores reologicos tales como acnlicos asociativos y no asociativos, y poliuretanos; antiespumantes, que pueden ser a base de aceite mineral, basados a base de silicona, etc; biocidas, por ejemplo, aquellos utilizados comunmente para la conservacion en lata, mohicidas, por ejemplo, aquellos utilizados comunmente para la resistencia al moho de pinturas secas; secantes, especialmente aquellas utilizados tfpicamente con alqrndicos emulsificador/ alqrndicos reducibles en agua; una amplia variedad de metales como cobalto, zinc, zirconio, calcio, manganeso, etc.; absorbente de UV, tales como aquellos utilizados tfpicamente en sistemas de cuidado UV o en algunos tintes y acabados para madera, estabilizadores tales como fotoestabilizadores a base de derivados de aminas, por ejemplo, aquellas tfpicamente utilizados bien en sistema de cuidado UV, o en algunos tintes y acabados para materas en combinacion con absorbentes de UV.
Aditivos adicionales, que pueden utilizarse en la presente invencion, son cualquiera que pueda utilizarse en formulaciones de revestimiento y de pintura, y pueden encontrarse en libros de textos correspondientes y directrices conocidas por el experto en la tecnica tal como VdL-Richtlinie "Bautenanstrichstoffe"(VdL-RL01/ junio 2004;
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publicado por Verband derdeutschen Lackindustrie e.V.).
Preferiblemente, la composicion de revestimiento tiene una viscosidad de viscosidad Brookfield de 200 a 500 mPa.s, mas preferiblemente de 250 a 400 mPa's, por ejemplo 300 mPa's, medida de acuerdo con el metodo de medicion 5 facilitado en el apartado Ejemplos mas adelante.
Un objeto adicional de la presente invencion reside en un proceso para preparar una composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion.
Por consiguiente, la presente invencion tambien se refiere a un proceso para preparar una composicion de revestimiento que tiene una CVP desde 5 % en volumen hasta la CCVP, caracterizado por las siguientes etapas:
a) se proporciona al menos un carbonato calcico natural molido submicrometrico (CCNMS) que tiene un diametro de partmulas mediano d50 entre 0,05 y 0,3 pm;
b) al menos un pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5;c) dicho CCNMS de la etapa a) se mezcla con dicho pigmento de la etapa b).
y se proporciona al menos una resina y se mezcla con dicho CCNMS de la etapa a) y dicho pigmento de la etapa b).
Dicho CCNMS de la etapa a) puede ser proporcionado en forma de una suspension acuosa, una dispersion acuosa o polvo seco. En una realizacion preferida, dicho CCNMS de la etapa a) se proporciona en forma de una suspension o dispersion acuosa.
Dicha resina es preferiblemente un latex y/o un aglutinante a base de acrilato, estando dicho aglutinante a base de acrilato preferiblemente en forma de una emulsion acuosa.
Ademas, un tercer objeto de la presente invencion es el uso de al menos un carbonato calcico natural molido que tiene un diametro partmulas de volumen mediano d50 entre 0,05 y 0,3 pm en una composicion de revestimiento, que tiene una CVP en el intervalo de 5 % en volumen hasta la CCVP que comprende al menos un pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual que 2,5, y al menos una resina.
A este respecto, se prefiere que el brillo y/o la opacidad de la composicion de la presente invencion aplicado a un sustrato es igual o mayor que el brillo y/o la opacidad de una composicion en el que el CCNMS esta completamente remplazado por dicho pigmento que tiene un mdice refractivo mayor que o igual a 2,5.
Otro objeto de la presente invencion es una pintura que comprende la composicion de revestimiento de la invencion.
Ejemplos
Contenido de solidos en suspension o dispersion (% en peso seco equivalente)
El peso del material solido en una suspension o dispersion se determina pesando el material solido obtenido evaporando la fase acuosa de la suspension y secando el material obtenido hasta un peso constante.
Distribucion del tamano de particulas (% en masa de las partfculas con un diametro < X) y diametro mediano de granos dso y c/ge (diametro en el cual el 98 % en vol. De particulas son mas finas que dse)) de material en particulas.
El diametro mediano ponderal de granos (d50 (Mal)) se evaluo usando un instrumento Malvern Mastersizer 2000 (Fraunhofer). El valor de dgg , medido usando un instrumento Malvern Mastersizer 2000 (Fraunhofer), indica un valor del diametro tal que 98 % en volumen de las particulas tiene un diametro menor que este valor.
Superficie especifica BET (m2/g)
Los valores de la superficie espedfica BET se determinaron utilizando nitrogeno y el metodo de BET de acuerdo con ISO 9277.
Brillo de una superficie revestida
Los valores del brillo se miden a los angulos indicados de acuerdo con la norma DIN 67 530 sobre las superficies pintadas preparadas con una abertura del aparato de revestimiento de 150 y 300 pm sobre tarjetas de contraste.
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Relacion de contraste (opacidad) de una superficie revestida
Los valores de la relacion de contraste se determinan de acuerdo con ISO 6504/3 a una velocidad de extension de 7,5 m2/L.
Viscosidad Brookfield de la suspension o dispersion (mPa.s)
Las viscosidades Brookfield se miden con un viscosfmetro Brookfield DV-II equipado con un husillo LV-3 a una velocidad de 100 rpm y a temperatura ambiente (20 + 3°C).
Concentracion en volumen de pigmento (CVP, %)
La concentracion en volumen de pigmento se calcula como se describe en el apartado 6.2.3 del libro titulado "FuellstolT' de Detlef Gysau (Hannover: Vincentz Network 2005).
Suma total en volumen de tod os los pigmentos + dlluyentes d e la pintu ra Suma total en volumen ae tod os Ids ingred rentes solinc-s de la pintuna
X 100
Concentracion critica en volumen de pigmento (CCVP, %)
La concentracion cntica en volumen de pigmento es una concentracion muy conocida utilizada ampliamente en la industria de pinturas. Se considera generalmente que representa el punto en el cual hay justamente la cantidad de resina suficiente para humectar las partfculas de pigmento, en el cual la mezcla teoricamente exhibe cero porosidad (cf. e.g. "Estimation of Critical Pigment Volume Concentration in Latex Paint Systems Using Gas Permeation, Manouchehr Khorassani, Saeed Pourmahdian, Faramarz Afshar-Taromi, andAmir Nourhani, Iranian Polymer Journal 114(11), 2005,1000-1007). La CCVP y su metodo de medicion de acuerdo con la norma ISO 4618 se analizan en el apartado 6.2.4 del libro titulado "Fuellstoff' de Detlef Gysau (Hannover: Vincentz Network 2005).
Materiales:
CCNMS
Las dispersiones del CCNMS utilizadas en los siguientes ejemplos son de carbonato calcico molido natural (marmol de Vermont) que tiene el tamano mediano de partfculas d50 y las caractensticas del tamano de partfculas dados en la tabla siguiente.____________________________________________________________________________
CCNMS
Solidos Superficie Vol. %<1 Vol. Vol d98 d50 d98/d50
(%) pm %<0,5 %<0,2
espedfica (m2/g) pm pm pm pm
1
60 36,0 98,3 94,3 65,1 0,53 0,120 5
2
49 37,7 98,3 94,8 65,7 0,55 0,122 4,5
3
46 38,6 97,7 94,8 69,5 0,31 0,128 2,4
Dioxido de titanio
El dioxido de titanio empleado en los ejemplos siguientes consiste en 95% en peso de TiO2 rutilo puro, debiendose el peso restante a un tratamiento superficial con alumina, zirconia y un agente de tratamiento superficial organico. Este pigmento se caracteriza por un diametro de volumen mediano d50 de aproximadamente 0,55 pm y un dgsldsc de 1,98, y se proporciona en forma de una pasta acuosa que tiene un contenido de solidos del 75%. Por la formacion de imagenes en un microscopio electronico de exploracion, parece que las partfculas tienen un tamano en el intervalo de 0,2 a 0,25 pm. El mdice de refraccion del TiO2 es 2,7.
Ejemplo 1:
El siguiente ejemplo ilustra una composicion de pintura comparativa y composiciones de pintura de acuerdo con la invencion. Las pinturas formuladas fueron aplicadas a una tarjeta de contraste en las cantidades necesarias para medir tanto el brillo como la opacidad._____________________________________________________________
Ejemplo
1 2 3 4
Comparacion
CO IN IN IN
(CO)/Invencion (IN)
Formulacion de la composicion de pintura
Agua (g)
134 120 111 108,0
Ejemplo
1 2 3 4
Dispersante, copolfmero hidrofilo, contenido de solidos 50% (g)
6,4 6,5 6,5 6,5
Amomaco, contenido activo 24% (g)
4 4 4 4
Mezcla de aceite mineral a base de parafinas que contiene silicona (g)
7 7 7 7
Espesante Rheotech 200 de Coatex (g)
15 15 15 15
Propilenglicol (g)
10 10 10 10
Butil-diglicol (g)
5 5 5 5
Eter n-butflico de dipropilenglicol (g)
10 10 10 10
Ester-alcohol de peso molecular = 216 g/mol (g)
9 9 9 9
Emulsion aglutinante de acrilato, contenido activo 48% (g)
550 557 557 557
TO2 (g)
250 218 218 218
CCNMS1 (g)
39
CCNMS2 (g)
48
CCNMS3 (g)
51
% de TO2 reemplazado por CCNMS
0 12,8 12,8 12,8
CVP (%) aprox.
21 21 21 21
Propiedades por aplicacion de la formulacion de pintura
Relacion de contraste a una tasa de extension de 7,5 m2/L
% | 98,6 | 98,5 | 98,6 | 98,5
Brillo obtenido usando una abertura del aplicador de revestimiento de 150 pm
20°
51,8 50,6 50,6 55,7
60°
80,3 79,7 79,7 81,7
85°
93,6 95,9 96,2 96,8
Brillo obtenido usando una abertura del aplicador de revestimiento de 300 pm
20°
55,6 52,4 54,7 56,8
60°
79,4 78,7 80,1 80,5
85°
95,6 95,7 96,5 95,8
Los resultados de la tabla anterior muestran que reemplazando una parte del TiO2 por CCNMS de acuerdo con la invencion, y teniendo valores dg8/d50 que vanan de 2,4 a 5, da como resultado revestimientos que tienen esencialmente la misma opacidad (relacion de contraste) que la formulacion de comparacion que tiene una CVP 5 igual pero solamente TiO2. Se observa que los valores del brillo son equivalentes o mejorados con relacion a la formulacion de comparacion que tiene una CVP igual pero solamente TO2.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Composicion de revestimiento que tiene una concentracion en volumen de pigmento (CVP) () desde 5% en volumen hasta la (concentracion cntica en volumen de pigmento (CCVP) caracterizada por que comprende
    - al menos un carbonato calcico natural molido submicrometrico (CCNMS) que tiene un diametro mediano (c5o ) entre 0,05 y 0,3 pm y,
    - al menos un pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5; y
    - al menos una resina.
  2. 2. Composicion de revestimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que dicha composicion de revestimiento tiene una CVP de 10 a 30%, preferiblemente 15 a 25 % en volumen, mas preferiblemente 17 a 21 % en volumen, por ejemplo 19 % en volumen.
  3. 3. Composicion de revestimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que dicho CCNMS tiene un diametro de voluen mediano (c5o ) entre 0,08 y 0,3 pm, preferiblemente entre 0,1 y 0,2 pm, por ejemplo, 0,15 pm.
  4. 4. Composicion de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que dicho CCNMS tiene una dg8/d50 (Mal) mayor que 3.
  5. 5. Composicion de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que dicho CCNMS tiene un dg8 menor o igual a 1 pm, preferiblemente menor o igual a 0,8 pm, mas preferiblemente menor o igual a 0,6 pm, y aun mas preferiblemente menor o igual a 0,4 pm, y, por ejemplo, es 0,3 pm.
  6. 6. Composicion de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5 es dioxido de titanio.
  7. 7. Composicion de revestimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizada por que si el pigmento es dioxido de titanio, el dioxido de titanio: la relacion de peso de CCNMS es 70:30 a 98:2, preferiblemente de 75:25 a 90:10, por ejemplo, 88:12, mas preferiblemente 80:20 a 85:15.
  8. 8. Composicion de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el brillo de la composicion aplicado a un sustrato se encuentra en un intervalo de ± 10 %, preferiblemente dentro de un intervalo de ± 5 %, y mas preferiblemente dentro de un intervalo de ± 3 %, con relacion al brillo de la composicion en la que el CCNMS esta totalmente reemplazado por el pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5 a un valor de CVP constante en el intervalo de 5% en volumen hasta la CCVP
  9. 9. Composicion de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el brillo de la composicion que se aplica a un sustrato aumente en almeno un 1 %, preferiblemente en al menos un 5 %, con relacion al brillo de la composicion en la que el CCNMS esta completamente reemplazado por un pigmento que tiene un mdice mayor que o igual que 2,5.
  10. 10. Proceso para preparar una composicion de revestimiento que tiene una CVP desde 5% hasta la CCVP, caracterizado por que:
    a) se proporciona al menos un carbonato calcico natural molido submicrometrico (CCNMS) que tiene un diametro de partmulas de volumen mediano d50 entre 0,05 y 0,3 pm;
    b) al menos un pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5;
    c) se proporciona al menos una resina;
    d) dicho CCNMS de la etapa a) se mezcla con dicho pigmento de la etapa b);
    y se proporciona al menos una resina y se mezcla con dicho CCNMS de la etapa a) y dicho pigmento de la etapa b).
  11. 11. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que dicho CCNMS de la etapa a) se proporciona en forma de una suspension o dispersion acuosa.
  12. 12. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, caracterizado por que dicha resina es un latex y/o un aglutinante a base de acrilato, estando dicho aglutinante a base de acrilato preferiblemente en forma de una emulsion acuosa.
  13. 13. Uso de al menos un carbonato calcico natural molido que tiene un diametro de volumen mediano d50 entre 0,05 y 0,3 pm, en una composicion que tiene una CVP en el intervalo desde 5% hasta la CCVP y que comprende al menos un pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor que o igual que 2,5, y al menos una resina.
  14. 14. Uso de acuerdo con la reivindicacion 13, caracterizado por que el brillo y/o la opacidad de la composicion aplicada a un sustrato es igual o mayor al brillo y/o la opacidad una composicion en el que el CCNMs esta
    completamente reemplazado por dicho pigmento que tiene un mdice de refraccion mayor o igual a 2,5.
  15. 15. Hormigon, madera, papel, metal o carton, caracterizado por que estan revestidos con la composicion de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
    5
  16. 16. Pintura, caracterizada por que comprende la composicion de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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