ES2914393T3 - Composición de revestimiento de agua en aceite - Google Patents

Abstract

Una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable y en donde una sal está disuelta en la fase acuosa, en donde la sal es un carbonato o una sal orgánica de un metal alcalino o alcalinotérreo, y en donde la composición de revestimiento comprende un secador primario.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de revestimiento de agua en aceite

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante autooxidable, a un sustrato revestido con un revestimiento depositado a partir de una composición de revestimiento de agua en aceite de este tipo y a un procedimiento para mejorar el secado envejecido de una composición de revestimiento de agua en aceite.

Antecedentes de la invención

Resinas auto-oxidables son bien conocidas en la industria de los revestimientos. Las resinas alquídicas son un ejemplo de resinas auto-oxidables. Otros ejemplos de resinas auto-oxidables son resinas que comprenden grupos éter insaturados como los que se encuentran, p. ej., en alquil éteres, ciclopenteniléteres y vinil-dioxolanos, y polímeros o copolímeros de butadieno.

Las resinas alquídicas se utilizan ampliamente en composiciones de revestimiento tales como pinturas. Una resina alquídica es una resina de poliéster funcionalizada con ácidos grasos que comprende ácidos grasos insaturados, tales como, por ejemplo, ácido oleico, ácido linoleico o ácido linolénico. El secado de pinturas que comprenden resinas auto-oxidables comprende la evaporación del soporte líquido (disolvente orgánico y/o agua) y, posteriormente, el endurecimiento de la resina mediante reacciones de auto-oxidación en los radicales. Este último se conoce como secado químico u oxidativo. Los restos de ácidos grasos de la resina alquídica reaccionan con el oxígeno de la atmósfera para formar hidroperóxidos que posteriormente se descomponen para formar radicales libres. La recombinación de estos radicales libres provoca que se formen enlaces covalentes entre las cadenas de polímeros alquídicos, formando así enlaces cruzados entre las cadenas de polímeros. De esta forma, una composición de revestimiento líquida que comprende resina alquídica se endurece para formar un revestimiento curado sólido. A este procedimiento también se le alude como auto-oxidación o secado oxidativo.

Las pinturas alquídicas forman típicamente una superficie dura y brillante que es fácil de limpiar y resiste el rayado, el agua y los productos químicos. Se utilizan principalmente para molduras, puertas, armarios, muebles, pisos y otras zonas de mucho uso, y son populares entre los pintores profesionales ya que se adhieren bien a la mayoría de las superficies y se "nivelan" para ocultar las marcas del pincel y las pequeñas irregularidades de la superficie, y curan para formar una superficie lisa que las pinturas de látex no pueden igualar.

Las pinturas alquídicas se basan a menudo en disolventes. Pinturas alquídicas basadas en disolventes de este tipo comprenden un disolvente orgánico en el que está disuelta la resina alquídica. Pinturas basadas en disolventes de este tipo comprenden típicamente contienen altos niveles de compuestos orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés). Hoy en día, a menudo se añade agua a las pinturas alquídicas basadas en disolventes con el fin de reducir el contenido en VOC. A pinturas de este tipo se las alude a menudo como pinturas alquídicas con inclusión de agua, pinturas alquídicas/con inclusión de agua o pinturas de agua en aceite. Pinturas alquídicas/de inclusión de agua típicas contienen 10-15 % de agua en la formulación líquida (Sustitución de cobalto en productos de protección de la madera, según lo publicado por el Ministerio de Medio Ambiente y Alimentación, la Agencia Danesa de Protección Ambiental, Proyecto Medioambiental N° 1791,2015, ISBN N° 978-87-93352-76-6). Existen pinturas alquídicas de agua en aceite con un contenido en agua de hasta el 30 %.

El tiempo de secado de las pinturas alquídicas depende de la concentración y del tipo de aceite insaturado o ácidos grasos utilizados para preparar la resina. La auto-oxidación y la reticulación del componente de ácido graso insaturado pueden realizarse sin ayuda, pero generalmente se encuentra que el tiempo de secado es inaceptablemente largo para muchos fines prácticos. Las reacciones se aceleran significativamente por la presencia de un catalizador de secado a base de metal, al que comúnmente se alude como "secador" o "secante". Mientras que un revestimiento alquídico puede tardar meses en secar en ausencia de un catalizador de secado, en presencia de un catalizador de este tipo, el secado se puede lograr en un tiempo mucho más corto.

Secadores bien conocidos incluyen sales que contienen cobalto (Co), cerio (Ce), hierro (Fe), manganeso (Mn) y vanadio (V) como catión; y haluros, nitratos, sulfatos y carboxilatos tales como acetatos, etilhexanoatos, octanoatos, neodecanoatos y naftenatos, o acetoacetonatos como anión. La actividad catalítica del metal polivalente durante la descomposición del (hidro)peróxido se basa en la transición repetida del ion metálico del estado de oxidación inferior al superior y viceversa, lo cual conduce a la reducción y oxidación de los hidroperóxidos para catalizar y acelerar la oxidación del componente de aceite insaturado de la composición. Por este motivo, los metales de transición se emplean comúnmente en secadores de este tipo, ya que los metales de transición son capaces de cambiar de un estado de valencia más bajo a un estado de valencia más alto en una reacción redox con peróxidos de ácidos grasos presentes en el alquido.

Se han identificado tres tipos diferentes de secadores (documento WO2012079624; Soucek et al Prog. Org Chem. 73, (2012) pp 435-454). Los secadores primarios, a los que también se alude como secadores superiores, secadores de superficie o secadores de oxidación, fomentan el endurecimiento de arriba hacia abajo de una resina alquídica líquida. El modo de acción de los secadores primarios en el proceso de curado auto-oxidativo es la desactivación de los antioxidantes que se producen de forma natural, la captación de oxígeno, la formación de peróxido y la descomposición del peróxido. Los secadores primarios se caracterizan por tener al menos dos estados de valencia accesibles que permiten la descomposición catalítica del hidroperóxido y la regeneración de las especies activas. Ejemplos de secadores primarios son las sales de cobalto (Co), cerio (Ce), hierro (Fe), manganeso (Mn) y vanadio (V). Para potenciar el secado a fondo homogéneo de una película de revestimiento, los secadores primarios se utilizan con frecuencia en combinación con secadores secundarios y de coordinación. El documento WO2013/092442, por ejemplo, describe un revestimiento que comprende una resina alquídica como polímero aglutinante y un secador a base de manganeso.

Los secadores de coordinación, a los que también se alude como secadores a fondo, fomentan el proceso de formación de película mediante la interacción con los grupos carboxilo e hidroxilo en el aglutinante polimérico. Por lo tanto, los secadores de coordinación pueden puentear dos o más cadenas de polímeros. Estos grupos carboxilo e hidroxilo pueden estar inicialmente presentes en la molécula de unión o pueden formarse durante el proceso de autooxidación. Ejemplos de secadores de coordinación son los secadores metálicos a base de zirconio (Zr), estroncio (Sr), aluminio (Al), bismuto (Bi), lantano (La), neodimio (Nd), plomo (Pb) y bario (Ba).

Los secadores secundarios, a los que también se aluden como secadores auxiliares, son secadores metálicos que existen en un solo estado de oxidación y no son catalíticamente activos por sí mismos. Los secadores secundarios afectan la velocidad de secado al interactuar con secadores primarios. Secadores secundarios incluyen jabones metálicos de calcio (Ca), zinc (Zn), potasio (K) y litio (Li).

Para mejorar el aspecto y la calidad de la película de revestimiento resultante y para acelerar el secado, los secadores primarios pueden combinarse con secadores de coordinación y/o secadores secundarios.

Los secadores primarios más ampliamente utilizados son los carboxilatos de cobalto debido a su buen rendimiento de secado a temperatura ambiente y a sus propiedades colorísticas. Sin embargo, su aplicabilidad podría verse restringida en un futuro cercano debido a problemas de regulación.

Se conocen secadores primarios a base de metales distintos del cobalto, en particular secadores primarios que comprenden complejos de hierro o manganeso y ligandos donantes de nitrógeno. En J.W de Boer et al., The quest for Cobalt-Free Alkyd Paint Driers, Eur. J. Inorg. Chem, 2013, 3581-3591, se proporciona una descripción general de secadores de este tipo.

Un problema con las composiciones de revestimiento alquídicas de agua en aceite es el "retraso del secado por envejecimiento": una capa de revestimiento tarda más en secarse después de un almacenamiento prolongado de la pintura. En otras palabras, una capa de revestimiento tarda más en secarse si se aplica a partir de una pintura que ha sido almacenada durante 10 semanas en comparación con una pintura que ha sido almacenada durante una semana. A este fenómeno se le alude a veces como "pérdida de estabilidad del tiempo de secado". Se cree que el fenómeno es provocado por la desactivación del secador primario en presencia de agua.

En el documento WO 2010/054461 se describe un secador estabilizado para composiciones alquídicas a base de agua en aceite. El secador estabilizado comprende un complejo de inclusión de una ciclodextrina y un secador metálico. Sin embargo, una desventaja de las ciclodextrinas es que las ciclodextrinas pueden formar complejos de inclusión con una amplia gama de compuestos en solución acuosa, tales como biocidas e inhibidores de la corrosión. Complejos de inclusión de este tipo pueden inactivar los compuestos.

Los problemas con respecto al secado de pinturas con base alquídica, como se describe arriba, se aplican igualmente a otros revestimientos auto-oxidables.

Existe la necesidad de composiciones de revestimiento auto-oxidables, tales como composiciones de revestimiento con base alquídica, que se formulen como composiciones de agua en aceite para tener niveles bajos de VOC y que no exhiban un retraso en el secado por envejecimiento, manteniendo al mismo tiempo otras propiedades de revestimientos, tales como el brillo y la dureza.

Sumario de la Invención

Sorprendentemente, ahora se ha encontrado que si un carbonato o una sal orgánica de un metal alcalino o de un metal alcalinotérreo se disuelve en la fase acuosa de una composición de revestimiento de agua en aceite con un aglutinante auto-oxidable y un secador primario, el secado envejecido mejora significativamente. Esto permite que los fabricantes de pinturas, las tiendas de pinturas y los pintores almacenen la pintura de agua en aceite durante un período de tiempo más largo.

Por consiguiente, la invención proporciona, en un primer aspecto, una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable y en donde una sal se disuelve en la fase acuosa, en donde la sal es un carbonato o una sal orgánica de un metal alcalino o alcalinotérreo, y en donde la composición de revestimiento comprende un secador primario.

Una ventaja importante de la composición de revestimiento de la presente invención es que combina bajos niveles de VOC con las propiedades ventajosas de los revestimientos auto-oxidables tales como pinturas alquídicas, tales como un buen brillo y dureza, al tiempo que reduce el problema del secado envejecido prolongado.

Una ventaja adicional de la adición de la sal de metal alcalino o alcalinotérreo arriba definida a la fase acuosa de una composición de revestimiento de agua en aceite es que se puede utilizar una amplia gama de secadores primarios, incluyendo los secadores de sales metálicas convencionales, complejos de metal-ligando libres de cobalto y secadores poliméricos de cobalto tales como, p. ej., como se describen en el documento WO 2010/076031.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un sustrato revestido con un revestimiento depositado a partir de una composición de revestimiento de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

En un tercer aspecto, la invención proporciona un procedimiento para mejorar el secado envejecido de una composición de revestimiento de agua en aceite, que comprende las etapas de:

a. proporcionar una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable, y en donde la composición de revestimiento comprende un secador primario; y

b. disolver una sal que es un carbonato o una sal orgánica de un metal alcalino o alcalinotérreo en la fase acuosa en una cantidad en el intervalo de 0,1 a 10 % en peso basado en el peso de la fase acuosa.

Descripción Detallada de la Invención

La composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con la invención comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa. La fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable. En la fase acuosa se disuelve un carbonato o una sal orgánica de un metal alcalino o alcalinotérreo.

La sal disuelta en la fase acuosa es un carbonato o una sal orgánica tal como sales carboxilato, sulfonato, fosfonato o fosfinato. La referencia en esta memoria a un carbonato es a una sal con al menos un ion CO^32-, incluyendo las sales de bicarbonato.

El metal alcalino o metal alcalinotérreo es preferiblemente litio, sodio, potasio, cesio, magnesio, calcio, estroncio o bario, más preferiblemente litio, sodio, potasio, cesio o magnesio. Un metal particularmente preferido es el sodio.

La sal de metal alcalino o alcalinotérreo se disuelve en la fase acuosa. La sal tiene preferiblemente una solubilidad en agua de al menos 100 gramos por litro, más preferiblemente al menos 500 gramos por litro, determinada en agua desmineralizada a 298 K. Preferiblemente, la solubilidad de la sal de metal alcalino o alcalinotérreo en la fase acuosa es al menos 10 veces superior a su solubilidad en la fase no acuosa, más preferentemente al menos 100 veces superior, incluso más preferiblemente al menos 500 veces superior, aún más preferiblemente al menos 1.000 veces superior. Preferiblemente, la sal de metal alcalino o alcalinotérreo tiene una solubilidad en la fase acuosa de al menos 100 gramos por litro y la solubilidad de la sal en la fase acuosa es al menos 10 veces mayor que la solubilidad de la sal en la fase no acuosa. La solubilidad de la sal de metal alcalino o alcalinotérreo en la fase no acuosa es preferiblemente menor que 100 g/L, más preferiblemente menor que 50 g/L, incluso más preferiblemente menor que 10 g/L, p. ej., a lo sumo 5, 1 o 0,5 g/L, de manera particularmente preferida a lo sumo 0,1 g/L. La referencia en esta memoria a la solubilidad es a la solubilidad determinada a 298 K.

Si la sal es una sal orgánica, preferiblemente es una sal de carboxilato con un anión carboxilato y un catión metálico. El anión carboxilato puede ser un anión mono- o di-carboxilato, preferiblemente un anión mono-carboxilato. El anión carboxilato puede ser un anión carboxilato alifático o aromático, preferiblemente un anión carboxilato alifático. El anión carboxilato puede tener uno o más grupos polares colgantes para aumentar la solubilidad en agua. Preferiblemente, el anión carboxilato es un anión monocarboxilato alifático de cadena lineal o ramificada, saturado.

El anión carboxilato puede tener de 1 a 16 átomos de carbono, más preferiblemente de 2 a 10 átomos de carbono, incluso más preferiblemente de 2 a 8 átomos de carbono. Incluso más preferiblemente, el anión carboxilato se selecciona del grupo que consiste en acetato, propionato y 2-etil-hexanoato. Se apreciará que el número máximo de átomos de carbono en el anión carboxilato para una sal hidrosoluble dependerá del catión metálico y de la presencia opcional de grupos polares colgantes. Si el catión metálico es sodio, el anión carboxilato puede tener hasta 8 o incluso 10 átomos de carbono. Si el catión metálico es un catión metálico distinto del sodio, el anión carboxilato puede tener hasta 4 átomos de carbono, preferiblemente 2 o 3 átomos de carbono.

Sales particularmente preferidas se seleccionan del grupo que consiste en acetato de sodio, propionato de sodio y 2-etilhexanoato de sodio, acetato de litio, acetato de potasio, acetato de magnesio y mezclas de dos o más de los mismos. Sales especialmente preferidas se seleccionan del grupo que consiste en acetato de sodio, propionato de sodio y 2- etilhexanoato de sodio.

La composición de revestimiento comprende preferiblemente al menos 0,1 % en peso de sal de metal alcalino o alcalinotérreo en la fase acuosa, basado en el peso de la fase acuosa, preferiblemente al menos 0,5 % en peso, más preferiblemente al menos 1,0 % en peso. El límite superior no es especialmente crítico. Preferiblemente, la composición de revestimiento comprende a lo sumo 10 % en peso de sal de metal alcalino o alcalinotérreo en la fase acuosa, basado en el peso de la fase acuosa, más preferiblemente a lo sumo 5 % en peso. Basado en el peso total de la composición de revestimiento, la composición de revestimiento comprende preferiblemente al menos 0,02 % en peso de sal de metal alcalino o alcalinotérreo, más preferiblemente al menos 0,1 % en peso, incluso más preferiblemente al menos 0,2 % en peso.

Preferiblemente, la composición de revestimiento de agua en aceite comprende menos de 0,1 % en peso de ciclodextrina basado en el peso del aglutinante auto-oxidable, más preferiblemente menos de 0,05 % en peso de ciclodextrina, incluso más preferiblemente menos de 0,001 % en peso de ciclodextrina. La cantidad de ciclodextrina en esta memoria se refiere a la cantidad total de ciclodextrinas alfa, beta y gamma. En una realización particularmente preferida, la composición de revestimiento está exenta de ciclodextrina.

La composición de revestimiento de agua en aceite puede comprender cualquier cantidad adecuada de agua. Preferiblemente, la composición de revestimiento de agua en aceite comprende más de 5,0 % en peso de agua, más preferiblemente más de 7,5 % en peso , incluso más preferiblemente más de 10 % en peso , aún más preferiblemente más de 12,5 % en peso . Se prefieren particularmente composiciones de revestimiento de agua en aceite que comprenden al menos 15 % en peso de agua.

La cantidad de agua en una composición de revestimiento de agua en aceite no supera preferiblemente 49 % en peso de la composición total, ya que a niveles tan altos la emulsión puede volverse inestable o invertirse en una composición de aceite en agua. Por consiguiente, la cantidad de agua en la composición de revestimiento de agua en aceite es preferentemente menor que 49 % en peso. Más preferiblemente la cantidad de agua es menor que 45 % en peso, incluso más preferiblemente menor que 40 % en peso, aún más preferiblemente menor que 30 % en peso, lo más preferiblemente menor que 25 % en peso.

La composición de revestimiento de agua en aceite comprende un secador primario. El secador primario puede ser cualquier secador primario conocido en la técnica en cualquier cantidad adecuada. El secador primario puede ser, por ejemplo, una sal de cobalto, cerio, hierro, manganeso y/o vanadio, un complejo de metal-ligando exento de cobalto o un secador polimérico de cobalto. Preferiblemente, la composición de revestimiento no comprende cobalto y, por lo tanto, está exenta de un secador primario que comprende cobalto. La composición de revestimiento puede comprender, además, secadores de coordinación y/o secadores secundarios. Además de los secadores, la composición de revestimiento puede comprender opcionalmente agentes complejantes que aceleran el secado, por ejemplo, 2,2'-bipiridilo y 1,10-fenantrolina. Los agentes complejantes se pueden añadir en una cantidad de 0 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,1 a 1,5 % en peso, basado en el peso de la resina total.

La fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable. Puede utilizarse cualquier aglutinante auto-oxidable adecuado. Preferiblemente, el aglutinante auto-oxidable es una resina alquídica. La referencia en esta memoria a resinas alquídicas es a alquidos y a alquidos modificados, tales como, por ejemplo, alquidos modificados con poliuretano, alquidos modificados con silicona, alquidos modificados con estireno, alquidos modificados con (met)acrílico, alquidos vinilados, alquidos modificados con poliamida o alquidos modificados con epoxi.

Puede utilizarse cualquier resina alquídica adecuada. Resinas alquídicas de este tipo son conocidas en la técnica. Resinas alquídicas auto-oxidables adecuadas para uso en la invención son, en general, el producto de reacción de la esterificación de alcoholes polihídricos con ácidos polibásicos (o sus anhídridos) y ácidos grasos insaturados (o ésteres de glicerol de los mismos), por ejemplo derivados de aceite de linaza, aceite de tung, tall oil, así como de otros aceites secantes o semi-secantes. Las propiedades están determinadas principalmente por la naturaleza y las proporciones de los alcoholes y ácidos utilizados y por el grado de condensación. La resina alquídica puede tener cualquier peso molecular adecuado, longitud de aceite o insaturación de sus cadenas de ácidos grasos.

La fase no acuosa es una fase líquida y puede comprender un disolvente orgánico adecuado para disolver el aglutinante auto-oxidable, por ejemplo, un disolvente aromático tal como tolueno o xileno, o un disolvente de hidrocarburo alifático tal como alcanos lineales o ramificados que comprenden de 6 a 10 átomos de carbono. Se pueden utilizar disolventes disponibles comercialmente, tales como Shellsol(R) D40, Shellsol(R) D60, Dowanol(R) PMA y Solvesso(R) -150.

La resina auto-oxidable puede estar presente en la composición de revestimiento de agua en aceite en cualquier cantidad adecuada, dependiendo del uso previsto del revestimiento. Preferiblemente, la fase no acuosa comprende en el intervalo de 20 % en peso a 95 % en peso de resina auto-oxidable basado en el peso total de la fase no acuosa, más preferiblemente de 30 a 90 % en peso, incluso más preferiblemente de 35 a 70 % en peso.

Se pueden utilizar tensioactivos para ayudar a la emulsificación del agua en la fase no acuosa. Tensioactivos adecuados son conocidos en la técnica e incluyen tensioactivos aniónicos, catiónicos y/o no iónicos convencionales. Preferiblemente, la composición de la invención comprende, además, uno o más tensioactivos.

La composición de revestimiento puede comprender uno o más aditivos. Puede utilizarse cualesquiera aditivos que se sepa que son adecuados para revestir composiciones con aglutinantes auto-oxidables, tales como alquidos. Ejemplos de aditivos adecuados incluyen agentes contra la descamación de la piel, estabilizadores UV, dispersantes, tensioactivos, agentes antiestáticos, agentes ignífugos, lubricantes, agentes antiespumantes, plastificantes, agentes anticongelantes, ceras y espesantes. Habitualmente, la cantidad total de aditivos será menor que 5 % en peso, basado en el peso total de la composición de revestimiento, preferiblemente menor que 3 % en peso.

La composición de revestimiento de agua en aceite se puede preparar de cualquier manera adecuada, típicamente emulsionando agua, en condiciones de alto cizallamiento, en una fase no acuosa que comprende el aglutinante autooxidable. Métodos de emulsificación adecuados son conocidos en la técnica. En la sección de materiales y métodos de Aurenty et al., Langmuir, 1995 vol. 11, pp 4712-4718 se describe, por ejemplo, un método de emulsificación adecuado.

La composición de revestimiento de acuerdo con la invención se puede utilizar, por ejemplo, como un adhesivo, una imprimación, una capa superior, un revestimiento de alto brillo o mate, un revestimiento para madera, una pintura para paredes o una pintura para suelos. La composición de revestimiento se puede utilizar adecuadamente para revestir cualquier sustrato adecuado, tal como, por ejemplo, madera, sustratos a base de madera (p. ej., tableros de fibra, aglomerados), metal, sustratos minerales (p. ej., piedra, escayola, hormigón, mampostería, cemento, yeso), sustratos plásticos, sustratos a base de fibras, sustratos cerámicos, tales como vidrio, asfalto, cuero, papel.

La invención también se refiere a un sustrato revestido con un revestimiento depositado a partir de una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con la invención. La composición de revestimiento de agua en aceite se puede aplicar al sustrato mediante cualquier método adecuado conocido en la técnica, tal como, por ejemplo, con brocha, inmersión, pulverización o revestimiento con rodillo.

La invención se refiere, además, a un procedimiento para mejorar el secado envejecido de una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende las etapas de:

a. proporcionar una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable, y en donde la composición de revestimiento comprende un secador primario;

b. disolver en la fase acuosa una sal que es como se especifica arriba en relación con la composición de revestimiento de acuerdo con la invención, en una cantidad en el intervalo de 0,1 a 10 % en peso, basado en el peso de la fase acuosa, preferiblemente de 1 a 5 % en peso.

El revestimiento de agua en aceite de la etapa a. es como se describe arriba, incluyendo sus características preferidas, excepto que no se disuelve ninguna sal de metal alcalino o alcalinotérreo en su fase acuosa.

Al disolver una sal de este tipo en la fase acuosa en la etapa b., se mejora el secado envejecido de la composición en comparación con el secado envejecido de la composición original de revestimiento de agua en aceite. Se entiende que al añadir la sal hidrosoluble a la composición de revestimiento, la sal se disuelve en la fase acuosa.

La presente invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplos

Tiempo de secado

Los tiempos de secado se determinaron de acuerdo con la Norma ASTM D5895-13 utilizando un registrador BK (espesor de la película húmeda 90 gm). Después de la aplicación de la película sobre un panel de vidrio (300 x 25 mm), una aguja roma vertical, presionada con una carga de 5 g, se colocó en la película recién aplicada y luego se arrastró en línea recta a través de la pintura seca en la dirección longitudinal del tablero. El denominado 'tiempo de secado duro', es decir, cuando el secado ha avanzado lo suficiente como para que la película de pintura ya no se desplace (Fase III de secado en la Norma ASTM D5895-13) se determinó para pinturas recientes (en un día de preparación) y para pinturas que han sido almacenadas a 35 °C o a 50 °C durante 2, 5 u 8 semanas. El tiempo de secado se determinó a 10 °C y 85 % de humedad relativa y a 23 °C y 50 % de humedad relativa. El secado a 10 °C se determinó aplicando la pintura a 23 °C. Inmediatamente después de la aplicación, la tira de vidrio pintada se trasladó a una habitación con una temperatura de 10 °C.

Composiciones de revestimiento de agua en aceite

Base A (referencia) - sin sal

Se preparó una composición base de agua en aceite A que comprendía 15,5 partes en peso de agua emulsionada en una fase no acuosa que comprende 48 partes en peso de alquido (Setal 270 SM-70 (Allnex; una resina alquídica de aceite largo de secado al aire disponible comercialmente a base de aceite de soja), 24,5 partes en peso de Tioxide TR 92 (dióxido de titanio, rutilo, Huntsman Pigments), 0,1 partes en peso de Nuosperse 657 (un agente humectante y dispersante, Elementis Specialties), 0,2 partes en peso de Bentone SD- 1 (un aditivo reológico, Elementis Specialties), 0,4 partes en peso de Exkin 2 (metil etil cetoxima, Huntsman Pigments) y 8,2 partes en peso de Exxsol D40 (nafta pesada tratada con hidrógeno (petróleo)).

Base B - 2-etil hexanoato de sodio

Se preparó una composición base de agua en aceite B que era similar a la composición base A, excepto que se emulsionaron 15,5 partes en peso de una solución acuosa al 2 % en peso de 2- etilhexanoato de sodio en la fase no acuosa en lugar de agua. .

Base C (referencia) - sin sal

Se preparó una composición base de agua en aceite C que era similar a la composición base A, excepto que se emulsionaron 15,4 partes en peso de agua en la fase no acuosa y la fase no acuosa comprendía 12,1 partes en peso de Exxsol D40.

Base D - 2-etil hexanoato de sodio

Se preparó una composición base de agua en aceite D que era similar a la composición base C, excepto que se emulsionaron 15,4 partes en peso de una solución acuosa al 2,0 % en peso de 2- etilhexanoato de sodio en la fase no acuosa en lugar de agua.

Base E (referencia) - cloruro sódico

Se preparó una composición base de agua en aceite E que era similar a la composición base C, excepto que se emulsionaron 15,4 partes en peso de una solución acuosa de cloruro sódico al 1,0 % en peso en la fase no acuosa en lugar de agua.

Base F - trihidrato de acetato de sodio

Se preparó una composición base de agua en aceite F que era similar a la composición base C, excepto que se emulsionaron 15,4 partes en peso de una solución acuosa de acetato de sodio trihidrato al 2,3 % en peso en la fase no acuosa en lugar de agua.

Base G (referencia) - sin sal

Se preparó una composición base de agua en aceite G que era similar a la composición base A, excepto que se emulsionaron 15,4 partes en peso de agua en la fase no acuosa y la fase no acuosa comprende 48,4 partes en peso de alquido (Setal 270 SM-70) y 13,6 partes en peso de Exxsol D40.

Base H - 2-etil hexanoato de sodio

Se preparó una composición base de agua en aceite H que era similar a la composición base G, excepto que se emulsionaron 15,4 partes en peso de una solución acuosa al 2,0 % en peso de 2-etilhexanoato de sodio en la fase no acuosa en lugar de agua.

Base I - 2-etil hexanoato de sodio

Se preparó una composición base de agua en aceite I que comprendía 15,7 partes en peso de una solución acuosa de 2-etilhexanoato de sodio al 1,6 % en peso emulsionada en una fase no acuosa que comprendía 49 partes en peso de alquido (Setal 270 SM-70) , 25 partes en peso de Tioxide TR 92, 0,1 partes en peso de Nuosperse 657, 0,2 partes en peso de Bentone SD-1, 0,4 partes en peso de Exkin 2, 8,3 partes en peso de Exxsol D40, 0,5 partes en peso de Nuodex Ca5 y 1,0 partes en peso de Nuodex Zr18.

Base J - acetato de potasio

Se preparó una composición base de agua en aceite J que era similar a la composición base I, excepto que se emulsionaron 15,7 partes en peso de una solución acuosa de acetato de potasio al 1,2 % en peso en la fase no acuosa. Base K - acetato de litio dihidrato

Se preparó una composición base de agua en aceite K que era similar a la composición base I, excepto que se emulsionaron 15,7 partes en peso de una solución acuosa de acetato de litio dihidrato al 1,2% en peso en la fase no acuosa.

Base L - acetato de magnesio tetrahidrato

Se preparó una composición base de agua en aceite L que era similar a la composición base I, excepto que se emulsionaron 15,7 partes en peso de una solución acuosa de acetato de magnesio tetrahidrato al 2,5 % en peso en la fase no acuosa.

Tabla 1 Composiciones base de agua en aceite

Preparación de pinturas con secadores

Se prepararon diferentes pinturas acabadas mediante la adición de un secador primario y, opcionalmente, un secador secundario (Nuodex Ca5) y un secador auxiliar (Nuodex Zr18). Los secadores utilizados se enumeran en la Tabla 2.

Tabla 2 Secadores utilizados en los ejemplos

Ejemplo 1 - Retardo del secado envejecido después de almacenamiento a 35 °C

Se prepararon pinturas utilizando base A y base B añadiendo secadores del tipo indicado en la Tabla 3. El tiempo de secado inicial y el tiempo de secado después de 2, 5 y 8 semanas de almacenamiento a 35 °C se determinaron como se describe arriba.

Tabla 3 - Efecto del carboxilato de sodio sobre el secado envejecido (almacenamiento a 35 °C)

Los ejemplos demuestran que la adición de 2-etilhexanoato de sodio a la fase acuosa de una pintura alquídica de agua en aceite reduce el tiempo de secado tanto de la pintura reciente como de la envejecida.

Ejemplo 2 - Retardo del secado envejecido después de almacenamiento a 50 °C

Las pinturas se prepararon utilizando las bases C, D, E y F mediante la adición de secadores del tipo indicado en la Tabla 4. El tiempo de secado inicial y el tiempo de secado después de 2, 5 y 8 semanas de almacenamiento a 50 °C se determinaron como se describe arriba.

Las pinturas con base C (sin sal) y las pinturas con base E (cloruro sódico como sal) son ejemplos comparativos. Estos ejemplos demuestran que la adición de cloruro sódico tiene un efecto nulo o mínimo sobre el secado. Las pinturas con 2-etil hexanoato de sodio (pintura con base D) muestran todas una reducción en el tiempo de secado en comparación con las pinturas sin sal. Asimismo, la adición de acetato de sodio (pinturas con base F) provoca una reducción del tiempo de secado tanto a 10 °C como a 23 °C, especialmente tras un almacenamiento de la pintura de 2-8 semanas a 50 °C. La persona experta sabe que el almacenamiento a temperatura elevada proporciona una buena indicación de las características del revestimiento tras un almacenamiento prolongado a temperatura ambiente.

Tabla 4 Efecto de las sales de sodio sobre el secado envejecido (almacenamiento 50 °C)

Ejemplo 3 - Retardo del secado envejecido después de almacenamiento a 50 °C

Las pinturas se prepararon utilizando las bases G y H mediante la adición de secadores del tipo indicado en la Tabla 5. Las pinturas con Base G son ejemplos comparativos; las pinturas con Base H son ejemplos de acuerdo con la invención. El tiempo de secado inicial y el tiempo de secado después de 2, 5 y 8 semanas de almacenamiento a 35 °C se determinaron como se describe arriba.

Los resultados de la Tabla 5 demuestran que la adición de una sal de carboxilato de sodio hidrosoluble a la fase acuosa de una composición de revestimiento de agua en aceite conduce a una reducción del incremento del tiempo de secado con el envejecimiento. Los ejemplos demuestran, además, que este efecto se produce para diferentes secadores primarios, independientemente de si hay co-secadores presentes.

Ejemplo 4 - Sales con diferentes metales

Las pinturas se prepararon utilizando las bases I, J, K y L añadiendo secadores primarios del tipo indicado en la Tabla 6. Se añadió una pequeña cantidad de Exxsol D40 (2-3 % en peso sobre la composición total) para mantener constantes las partes en peso de líquido. El tiempo de secado inicial y el tiempo de secado después de 2, 5 y 8 semanas de almacenamiento a 35 °C se determinaron como se describe arriba.

Tabla 6 Efecto de las sales carboxilato sobre el secado envejecido (almacenamiento a 50 °C)

Ejemplo 5 - Reactivación de pintura

Se preparó una pintura de agua en aceite 5A que comprendía 15,4 partes en peso de agua emulsionada en una fase no acuosa que comprende 48,5 partes en peso de alquido (Setal 270 SM-70), 24,4 partes en peso de Tioxide TR 92, 0,1 partes en peso partes de Nuosperse 657, 0,2 partes en peso de Bentone SD-1, 0,4 partes en peso de Exkin 2, 12,6 partes en peso de Exxsol D 40, 0,5 partes en peso de Nuodex Ca5, 1,0 partes en peso de Nuodex Zr18 y 1,0 partes en peso de Nuodex capa seca.

El tiempo de secado se determinó al día siguiente de la preparación de la pintura (tiempo de secado inicial) utilizando el método arriba descrito. Luego, la pintura 5A se almacenó a 50 °C durante 8 semanas, se enfrió a temperatura ambiente y se dividió en 7 muestras: 5A1 a 5A7. Se añadió una solución salina del tipo y en la cantidad indicados en la Tabla 7 a 104 partes en peso de una muestra de pintura. Todas las pinturas comprendían: 1,0.10-2 % en peso de Mn sobre la composición total; 2,4.10-2 % en peso de Ca sobre la composición total; y 17.10-2 % en peso de Zr sobre la composición total.

Tabla 7 Secado envejecido de pinturas reactivadas

Estos resultados demuestran que la pintura tuvo un buen tiempo de secado de unas pocas horas (pintura 5A), inmediatamente después de la preparación. Después del envejecimiento a 50 °C durante 8 semanas, los tiempos de secado aumentaron a 14,9 y 11,2 horas, a 10 °C y a 23 °C, respectivamente. La adición de una sal carboxilato de un metal alcalino o alcalinotérreo produce tiempos de secado envejecidos equiparables a los tiempos de secado iniciales.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante auto-oxidable y en donde una sal está disuelta en la fase acuosa, en donde la sal es un carbonato o una sal orgánica de un metal alcalino o alcalinotérreo, y en donde la composición de revestimiento comprende un secador primario.

2. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el metal alcalino o alcalinotérreo es litio, sodio, potasio, cesio, magnesio, calcio, estroncio o bario, preferiblemente es litio, sodio, potasio, cesio, o magnesio.

3. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el metal es sodio.

4. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la sal es un carbonato o un carboxilato del metal.

5. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con las reivindicaciones 3 y 4, en donde la sal es acetato de sodio, propionato de sodio o 2-etilhexanoato de sodio.

6. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la sal tiene una solubilidad en la fase acuosa de al menos 100 gramos por litro y en donde la solubilidad de la sal en la fase acuosa es al menos 10 veces mayor que la solubilidad de la sal en la fase no acuosa.

7. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende en el intervalo de 0,1 a 10 % en peso de la sal, basado en el peso de la fase acuosa, preferiblemente de 1 a 5 % en peso.

8. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de revestimiento comprende menos de 0,1 % en peso de ciclodextrina, basado en el peso del aglutinante auto-oxidable, más preferiblemente está exenta de ciclodextrina.

9. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cantidad de agua es mayor que 1,0 % en peso, preferiblemente mayor que 5,0 % en peso, basado en el peso de la composición de revestimiento total.

10. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cantidad de agua es menor que 49 % en peso, preferentemente menor que 25 % en peso, basado en el peso de la composición de revestimiento total.

11. Una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el aglutinante auto-oxidable es una resina de base alquídica, más preferiblemente es una resina alquídica.

12. Un sustrato revestido con un revestimiento depositado a partir de una composición de revestimiento de agua en aceite de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Un procedimiento para mejorar el secado envejecido de una composición de revestimiento de agua en aceite, que comprende las etapas de:

a. proporcionar una composición de revestimiento de agua en aceite que comprende una fase acuosa emulsionada en una fase líquida no acuosa, en donde la fase no acuosa comprende un aglutinante autooxidable, y en donde la composición de revestimiento comprende un secador primario; y

b. disolver una sal como se especifica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en la fase acuosa en una cantidad en el intervalo de 0,1 a 10 % en peso basado en el peso de la fase acuosa, preferiblemente de 1 a 5 % en peso.

14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el aglutinante auto-oxidable es una resina alquídica.