ES2966798T3 - Composiciones de revestimiento acuosas - Google Patents

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Abstract

Una composición de revestimiento acuosa que incluye un coalescente representado por la Fórmula I: R1-O-(A)nR2, donde R1 es hidrógeno, un alifático lineal C1-C12 o un alifático ramificado C1-C12, A es un óxido de alquileno, R2 es un grupo hidrógeno, un grupo alifático lineal o alifático ramificado C1-C4, un grupo carbonilo lineal o ramificado C1-C4, o un grupo bencilo, y n tiene un valor promedio de 3 a 25 . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de revestimiento acuosas
Campo de la descripción
Las realizaciones de la presente descripción se dirigen a composiciones de revestimiento acuosas, más específicamente, las realizaciones se dirigen a composiciones de revestimiento acuosas que incluyen un coalescente representado por la Fórmula I: R1-O-(A)<n>-R2, donde R1es hidrógeno, un alifático lineal C<1>-C<12>o un alifático ramificado C<1>-C<12>, A es un copolímero que comprende unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, R2es un grupo hidrógeno, un grupo alifático lineal o alifático ramificado C<1>-C<4>, un grupo carbonilo lineal o ramificado C<1>-C<4>o un grupo bencilo, y n tiene un valor promedio de 3 a 25.
Antecedentes
Pueden utilizarse revestimientos para una serie de aplicaciones que incluyen diferentes aplicaciones de revestimiento, tales como aplicaciones de revestimiento arquitectónico, aplicaciones de revestimiento industrial, aplicaciones de revestimiento de automoción y aplicaciones de revestimiento para muebles exteriores, entre otras.
El documento WO-A-02/28977 se refiere a una dispersión acuosa que comprende un alquido, polímero de vinilo I, polímero de vinilo II y un medio líquido donde el polímero de vinilo I se preforma antes de la incorporación en la dispersión acuosa y donde el polímero de vinilo II se prepara en presencia del alquido y el polímero de vinilo I.
El documento US-A-2003/203991 se refiere a una composición de revestimiento acuosa para proporcionar a la superficie de un objeto un revestimiento hidrófilo duradero que comprende: a) un portador polimérico multifuncional dispersado o emulsionado en agua y capaz de formar una matriz polimérica; b) un monómero, oligómero, prepolímero, polímero o copolímero orgánico hidrófilo soluble en agua; c) un óxido metálico coloidal acuoso multifuncional; y d) un reticulante multifuncional.
El documento DE-A-102006006100 se refiere a sistemas acuosos de múltiples componentes que comprenden (I) al menos un componente aglutinante acuoso que comprende (A) al menos una dispersión secundaria que comprende (A1) al menos un copolímero de (met)acrilato soluble en agua o dispersable en agua que se puede preparar mediante una copolimerización de múltiples etapas y tiene al menos dos grupos funcionales reactivos con isocianato y (A2) al menos un poliéster hidrófobo de bajo peso molecular y/u oligomérico esencialmente no ramificado que tiene al menos dos grupos hidroxilo en la molécula, un índice de OH de 56 a 500 mg KOH/g, un índice de acidez de <10 mg KOH/g y un peso molecular promedio en número Mn de 300 a 2000 daltons; y (B) al menos un aditivo; y (II) al menos un componente de reticulación anhidro que comprende (C) al menos un poliisocianato hidrofilizado.
El documento WO-A-2007/141115 se refiere a composiciones de revestimiento que comprenden al menos un aglutinante que contiene disolvente, una preparación de pigmento universal acuoso y, si corresponde, auxiliares y aditivos y su uso como pinturas, barnices, adhesivos o tintas de impresión.
El documento WO-A-2012/121760 se refiere a una composición de revestimiento acuosa que comprende: a. un portador acuoso; b. un componente de resina en mezcla con el portador acuoso; y opcionalmente c. uno o más agentes CAS dispersos en la composición de revestimiento acuosa, donde el uno o más agentes CAS comprenden arcilla hidrófila y están presentes en una cantidad mayor que 1 libra por 100 galones (0,12 kg por 100 L) de la composición de revestimiento acuosa.
El documento WO-A-2014/075969 se refiere al uso de dispersiones poliméricas acuosas que contienen (a) al menos dos monómeros M1 con una temperatura de transición vítrea, > 25 °C, (b) al menos dos monómeros M2 con una temperatura de transición vítrea < 25 °C y monómeros adicionales M3, como agente aglutinante en agentes de revestimiento para mejorar la retención del color.
La búsqueda continua de revestimientos de alto rendimiento con bajo contenido de VOC (compuestos orgánicos volátiles) y/o características de bajo olor continúa impulsando el desarrollo de nuevas formulaciones de revestimiento.
Resumen
La presente descripción proporciona composiciones de revestimiento acuosas que comprenden: un aglutinante que comprende uno o más copolímeros acrílicos, poliuretano, copolímeros de acetato de vinilo, poliurea, cera, caseína, témpera de huevo, goma arábiga, aceite de linaza, goma laca, almidón, pegamento, gelatina, dextrina, poliéster o combinaciones de estos; un coalescente representado por la Fórmula I: R1-O-(A)<n>-R2, donde R1es hidrógeno, un alifático lineal C<1>-C<12>o un alifático ramificado C<1>-C<12>, A es un copolímero que comprende unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, R2es un grupo hidrógeno, un grupo alifático lineal o alifático ramificado C<1>-C<4>, un grupo carbonilo lineal o ramificado C<1>-C<4>o un grupo bencilo, y n tiene un valor promedio de 3 a 25; y agua.
La presente descripción proporciona revestimientos formados con las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción.
Descripción detallada
En la presente descripción se describen composiciones de revestimiento acuosas. En realizaciones de la presente descripción se establece que las composiciones de revestimiento acuosas incluyen un coalescente representado por la Fórmula I: R1-O-(A)<n>-R2, donde R1es hidrógeno, un alifático lineal C<1>-C<12>o un alifático ramificado C<1>-C<12>, A es un copolímero que comprende unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, R2es un grupo hidrógeno, un grupo alifático lineal o alifático ramificado C<1>-C<4>, un grupo carbonilo lineal o ramificado C<1>-C<4>o un grupo bencilo, y n tiene un valor promedio de 3 a 25.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden tener una o más propiedades que son deseables para diversas aplicaciones. Por ejemplo, las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden tener una temperatura de formación de película mínima mejorada, es decir, reducida, en comparación con otras composiciones. La temperatura de formación de película mínima (MFFT) es la temperatura más baja a la que una composición se unirá uniformemente cuando se coloque sobre un sustrato como una película delgada. Para una serie de aplicaciones, es deseable que las composiciones tengan una temperatura mínima de formación de película reducida. Las composiciones que tienen una temperatura de formación de película mínima reducida pueden curarse ventajosamente en condiciones particulares, por ejemplo, temperaturas más bajas, en comparación con las composiciones que tienen una temperatura de formación de película mínima relativamente mayor.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden tener una estabilidad de almacenamiento de calor mejorada en comparación con otras composiciones. La estabilidad de almacenamiento de calor puede evidenciarse por un cambio en la viscosidad después del almacenamiento de una composición durante un intervalo de tiempo a una temperatura elevada, tal como una temperatura superior a 20 °C. En otras palabras, las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden tener una estabilidad de almacenamiento de calor mejorada, es decir, un cambio comparativamente menor en la viscosidad, en comparación con otras composiciones. La estabilidad mejorada del almacenamiento térmico es deseable para una serie de aplicaciones.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden tener una estabilidad de congelación-descongelación mejorada en comparación con otras composiciones. La estabilidad de congelacióndescongelación se puede evidenciar como un cambio comparativamente menor en la viscosidad después del número de ciclos de congelación y descongelación. En otras palabras, las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden tener una estabilidad de congelación-descongelación mejorada, es decir, un cambio comparativamente menor en la viscosidad, en comparación con otras composiciones. La estabilidad mejorada de congelación-descongelación es deseable para una serie de aplicaciones.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción incluyen un aglutinante. El aglutinante puede ayudar a unir uno o más componentes de las composiciones de revestimiento acuosas y/o unir uno o más componentes de las composiciones de revestimiento acuosas a un sustrato. El aglutinante comprende uno o más copolímeros acrílicos, poliuretano, copolímeros de acetato de vinilo, poliurea, cera, caseína, témpera de huevo, goma arábiga, aceite de linaza, goma laca, pegamento de almidón, gelatina, dextrina, poliéster o combinaciones de estos. “Acrílico” , como se usa en la presente descripción, incluye ácido (met)acrílico, acrilato de (met)alquilo, (met)acrilamida, (met)acrilonitrilo y sus formas modificadas tales como acrilato de (met)hidroxialquilo.
El aglutinante puede comprender unidades estructurales monoméricas derivadas de uno o más monómeros etilénicamente insaturados. Los ejemplos de monómeros etilénicamente insaturados incluyen, pero no se limitan a, monómeros de éster (met)acrílico tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de nonilo, acrilato de decilo, acrilato de laurilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo, metacrilato de nonilo, metacrilato de isodecilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de hidroxietilo y metacrilato de hidroxipropilo; (met)acrilonitrilo; estireno y estireno sustituido; butadieno; etileno, propileno, 1-deceno; acetato de vinilo, butirato de vinilo, versatato de vinilo y otros ésteres vinílicos; monómeros de vinilo tales como cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno; y combinaciones de los mismos.
El monómero etilénicamente insaturado puede comprender un grupo funcional. Los ejemplos del grupo funcional incluyen, pero no se limitan a, carbonilo, acetoacetato, alcoxisilano, carboxilo, ureido, amida, imida, grupo amino y combinaciones de estos. Pueden utilizarse diversos grupos funcionales y diversas concentraciones de grupos funcionales para diferentes aplicaciones.
El aglutinante puede comprender un agente de transferencia de cadena. Los ejemplos de agentes de transferencia de cadena incluyen, pero no se limitan a, ácido 3-mercaptopropiónico, dodecil mercaptano, 3-mercaptopropionato de metilo, bencenotiol, alquil mercaptano azelaico y combinaciones de estos. Pueden utilizarse diversos agentes de transferencia de cadena y diversas concentraciones de agente de transferencia de cadena para diferentes aplicaciones.
Una o más realizaciones establecen que el aglutinante pueda estar en forma de una dispersión o una emulsión, que se denominan en la presente descripción “ emulsión aglutinante” . La emulsión aglutinante puede tener un contenido de sólidos, por ejemplo, el aglutinante, de 30 a 75 por ciento en peso, con respecto a un peso total de la emulsión aglutinante. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos del 30 al 75 por ciento en peso; por ejemplo, la emulsión aglutinante puede tener un contenido de sólidos desde un límite inferior de 30, 34 o 40 por ciento en peso hasta un límite superior de 75, 65 o 60 por ciento en peso, con respecto al peso total de la emulsión aglutinante.
El aglutinante, por ejemplo, la emulsión aglutinante, se puede formar usando equipos, componentes de reacción y condiciones de reacción conocidos. Por ejemplo, el aglutinante puede formarse mediante polimerización en emulsión.
El aglutinante, por ejemplo, la emulsión de aglutinante, puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos de aglutinantes comerciales incluyen, pero no se limitan a, los de nombre comercial PRIMAL™, tales como PRIMAL™ AC-268 y PRIMAL™ AC-261, comercializados por The Dow Chemical Company; los de nombre comercial ROSHIELD™, tales como ROSHIELD™ 3311 y ROSHIELD™ EP-6060, comercializados por The Dow Chemical Company; los de nombre comercial MAINCOTE™, tales como MAINCOTE™ 1100A, comercializado por The Dow Chemical Company; los de nombre comercial BAYHYDROL, tales como BAYHYDROL XP-2557, BAYHYDROL XP-2606 y BAYHYDROL XP-2427 comercializados por Bayer, y combinaciones de estos, entre otros aglutinantes disponibles comercialmente.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 5 a 65 por ciento en peso de sólidos aglutinantes con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos del 5 al 65 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir sólidos aglutinantes desde un límite inferior de 5, 10 o 15 por ciento en peso hasta un límite superior de 65, 60 o 50 por ciento en peso, con respecto al peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Como se ha mencionado, las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción incluyen el coalescente representado por la Fórmula I: R1-O-(A)<n>-R2, donde R1es hidrógeno, un alifático lineal C<1>-C<12>o un alifático ramificado C<1>-C<12>, A es un copolímero que comprende unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, R2es un grupo hidrógeno, un grupo alifático lineal o alifático ramificado C<1>-C<4>, un grupo carbonilo lineal o ramificado C<1>-C<4>o un grupo bencilo, y n tiene un valor promedio de 3 a 25.
Como se ha mencionado, “A” del coalescente representado por la Fórmula I es un copolímero con unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno. Las unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno pueden ser una distribución de bloques, una distribución aleatoria o una combinación de las mismas. En otras palabras, el copolímero puede ser un copolímero de bloques o un copolímero aleatorio.
Cuando “A” es unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, se puede utilizar una relación en peso de óxido de propileno a óxido de butileno de 10:1 a 0,1:1 para formar “A” . Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 10:1 a 0,1:1; por ejemplo, se puede utilizar una relación en peso desde un límite inferior de 0,1:1, 0,5:1, 0,75: 1 o 1:1 hasta un límite superior de 10:1, 7:1 o 5:1 de óxido de propileno a óxido de butileno para formar “A” .
Como se ha mencionado, “ n” del coalescente representado por la Fórmula I es de 3 a 25. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 3 hasta 25; por ejemplo, “ n” puede ser desde un límite inferior de 3, 5 o 7 hasta un límite superior de 25, 23 o 21.
El coalescente representado por la Fórmula I puede tener un peso molecular promedio en número de 300 a 1800 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 300 hasta 1800 g/mol; por ejemplo, el coalescente representado por la Fórmula I puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 300, 350, 400, 450 o 500 g/mol hasta un límite superior de 1800, 1600, 1400 o 1200 g/mol.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 0,5 a 15 por ciento en peso del coalescente representado por la Fórmula I con respecto a un peso total del coalescente y los sólidos aglutinantes. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,5 hasta el 15 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el coalescente representado por la Fórmula I desde un límite inferior de 0,5, 1,0 o 3,0 por ciento en peso hasta un límite superior de 15, 10 u 8 por ciento en peso con respecto a un peso total del coalescente y los sólidos aglutinantes.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción incluyen agua. La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 30 a 90 por ciento en peso de agua con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 30 hasta el 90 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir agua desde un límite inferior de 30, 40 o 50 por ciento en peso hasta un límite superior de 90, 80 o 70 por ciento en peso de agua, con respecto al peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden incluir un agente humectante, que también puede denominarse tensioactivo y/o dispersante. “Agente humectante” en la presente descripción se refiere a un aditivo químico que puede reducir la tensión superficial y/o mejorar la separación de partículas de las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción. Los ejemplos de agentes humectantes incluyen, pero no se limitan a, agentes humectantes de etoxilado de alcohol, agentes humectantes de policarboxilato, agentes humectantes aniónicos, agentes humectantes de ion híbrido, agentes humectantes no iónicos y combinaciones de estos. Los ejemplos específicos de agentes humectantes incluyen bis(tridecil) sulfosuccinato de sodio, di(2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio, dihexilsulfosuccinato de sodio, diciclohexilsulfosuccinato de sodio, diamilsulfosuccinato de sodio, diisobutilsulfosuccinato de sodio, isodecilsulfosuccinato de disodio, el semiéster de alcohol etoxilado disódico de ácido sulfosuccínico, alquilamidopolietoxisulfosuccinato disódico, N-(1,2-dicarboxietil)-N-octadecil sulfosuccinamato tetra-sódico, N-octasulfosuccinamato disódico, nonilfenol etoxilado sulfatado y 2-amino-2-metil-1-propanol, entre otros. Los ejemplos de agentes humectantes disponibles comercialmente incluyen, por ejemplo, ECOSURF™ EH-9, comercializado por The Dow Chemical Company, OROTAN™ CA-2500, comercializado por The Dow Chemical Company, SURFYNOL 104, comercializado por Evonik, siloxanos modificados con poliéter bYK-346 y BYK-349, ambos comercializados por BYK, y AMP-95, comercializado por Golden Gate Capital, entre otros.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 0,01 a 10 por ciento en peso del agente humectante con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,01 hasta el 10 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el agente humectante desde un límite inferior de 0,01, 0,1, 0,2, 1,0 o 2,0 por ciento en peso hasta un límite superior de 10, 8, 7, 5, 4 o 3 por ciento en peso con respecto al peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden incluir un estabilizador de congelación-descongelación. Los ejemplos de estabilizadores de congelación-descongelación incluyen alcoholes, glicoles y combinaciones de estos, entre otros. Los ejemplos específicos de estabilizadores de congelacióndescongelación incluyen etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, glicerol (1,2,3-trihidroxipropano), etanol, metanol, 1-metoxi-2-propanol, 2-amino-2-metil-1-propanol, etoxilado de triestirilfenol y combinaciones de estos.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 0,1 a 15 por ciento en peso del estabilizador de congelacióndescongelación con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,1 hasta el 15 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el estabilizador de congelación-descongelación desde un límite inferior de 0,1,0,5 o 1,0 por ciento en peso hasta un límite superior de 15, 10 u 8 por ciento en peso con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden incluir un colorante, que también puede denominarse pigmento. Se pueden utilizar varios colorantes. El colorante puede ser un colorante natural, un colorante sintético, un colorante orgánico, un colorante inorgánico o una combinación de los mismos. Los ejemplos específicos de colorantes incluyen dióxido de titanio y pigmentos poliméricos, tales como ROPAQUE™ Ultra E, comercializado por The Dow Chemical Company, entre otros.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 0,5 a 45 por ciento en peso del colorante con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,5 hasta el 45 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el colorante desde un límite inferior de 0,5, 1,0 o 5,0 por ciento en peso hasta un límite superior de 45, 30 o 25 por ciento en peso con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden incluir un espesante, que también puede denominarse carga y/o modificador de la reología. Los ejemplos de espesantes incluyen, pero no se limitan a, carbonato de calcio, alcohol polivinílico (PVA), materiales de arcilla, tales como caolín, derivados ácidos, copolímeros ácidos, espesantes asociados a uretano (UAT), poliuretanos de poliéter urea (PEUPU), poliuretanos de poliéter (PEPU) y combinaciones de estos, espesantes tales como emulsiones hinchables con álcali (ASE) tales como polímeros de ácido acrílico neutralizados con sodio o amonio; emulsiones hinchables en álcali modificadas hidrofóbicamente (HASE) tales como copolímeros de ácido acrílico modificados hidrofóbicamente; espesantes asociativos tales como uretanos etoxilados hidrofóbicamente modificados (HEUR); y pueden utilizarse espesantes celulósicos tales como éteres de metilcelulosa, hidroximetilcelulosa (HMC), hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxietilcelulosa hidrófobamente modificada (HMHEC), carboximetilcelulosa sódica (SCMC), carboximetil2-hidroxietilcelulosa sódica, 2-hidroxipropilmetilcelulosa, 2-hidroxietilmetilcelulosa, 2-hidroxibutilmetilcelulosa, 2-hidroxietiletilcelulosa y 2-hidroxipropilcelulosa, y combinaciones de estos. Los ejemplos comerciales incluyen los disponibles con el nombre comercial ACRy So L™, tales como ACRYSOL™ TT-935, ACRYSOL™ DR-770 y ACRYSOL™ RM-2020 NPR, comercializados por The Dow Chemical Company; y Natrosol 250HBR comercializado por Ashland.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 0,1 a 4 por ciento en peso del espesante con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,1 hasta el 4 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el espesante desde un límite inferior de 0,1, 0,2 o 0,3 por ciento en peso hasta un límite superior de 4, 3 o 2 por ciento en peso con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden incluir un agente matizante. El agente matizante puede incluir diversas partículas inorgánicas, partículas orgánicas y combinaciones de estas, como se conoce en la técnica. El agente matizante puede ser un polvo. Los ejemplos del agente matizante incluyen, pero no se limitan a, agentes matizantes de sílice, diatomato, agentes matizantes de poliurea, poliacrilato, polietileno, politetrafluoroetileno y combinaciones de estos. Los ejemplos de agentes matizantes comerciales son agentes matizantes comercialmente disponibles pueden incluir, por ejemplo, CILITE 499 comercializado por World Minerals Co. Ltd, agentes matizantes de sílice ACEMATT TS-100 y A<c>EMATT OK520, ambos comercializados por Evonik, agente matizante de poliurea DEUTERON MK comercializado por Deuteron, y aditivos de cera micronizada CERAFLOUR 929 y CERAFLOUR 920, ambos comercializados por BYK, agente matizante SYLOID Silica 7000 comercializado por Grace Davison.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir del 0,1 al 10 por ciento en peso del agente matizante con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,1 hasta el 10 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el agente matizante desde un límite inferior de 0,1, 0,3 o 0,5 por ciento en peso hasta un límite superior de 10, 8 o 5 por ciento en peso con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden incluir un aditivo de revestimiento adicional, como se conoce en la técnica. Los ejemplos del aditivo de revestimiento adicional incluyen, pero no se limitan a, agentes igualadores; agentes de control de flujo tales como siliconas, fluorocarbonos o celulosa; extensores; agentes de aplanamiento; absorbentes de luz ultravioleta (UV); estabilizadores de luz de amina impedida (HALS); fosfitos; desespumantes y agentes antiespumantes; agentes antisedimentación, antihundimiento y formadores de cuerpo; agentes antidesollado; agentes antiinundación y antiflotación; biocidas, fungicidas y antimoho; inhibidores de la corrosión y combinaciones de estos, entre otros. Se pueden utilizar diversas cantidades del aditivo de revestimiento adicional para diferentes aplicaciones.
La composición de revestimiento acuosa puede incluir de 0,1 a 10 por ciento en peso del aditivo de revestimiento adicional con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,1 hasta el 10 por ciento en peso; por ejemplo, la composición de revestimiento acuosa puede incluir el aditivo de revestimiento adicional desde un límite inferior de 0,1,0,15 o 0,2 por ciento en peso hasta un límite superior de 10, 9 u 8 por ciento en peso con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
Las composiciones de revestimiento acuosas descritas en la presente descripción pueden formarse mediante un proceso conocido; las composiciones de revestimiento acuosas pueden prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos.
Por ejemplo, la formación de las composiciones de revestimiento acuosas puede incluir una etapa de trituración. Para la etapa de trituración, un número de componentes de la composición de revestimiento acuosa, tal como el pigmento, así como otros materiales que pueden no homogeneizarse bajo una mezcla de bajo cizallamiento y/o se seleccionan para una reducción del tamaño de partícula, se pueden combinar con agua para triturarlos y/o dispersarlos, por ejemplo, a través de un molino en condiciones de alto cizallamiento. Otros componentes, tales como el agente de desespumante y/o humectante, entre otros, pueden utilizarse en la etapa de trituración.
La etapa de trituración puede proporcionar que las partículas resultantes tengan un diámetro de partícula promedio de 0,1 |μm a 100 |μm. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 jim a 100 jim; por ejemplo, las partículas resultantes pueden tener un diámetro medio de partícula desde un límite inferior de 0,1, 0,5 o 1,0 μm hasta un límite superior de 100, 75 o 50 μm .
Después de la etapa de trituración, se puede realizar una etapa de relajamiento. La salida resultante de la etapa de trituración, por ejemplo, un número de componentes triturados y/o dispersos acuosos de la composición de revestimiento, se puede(n) combinar con los componentes restantes utilizados para formar la composición de revestimiento acuosa. La etapa de relajamiento puede utilizar una mezcla de bajo cizallamiento, por ejemplo.
La composición de revestimiento acuosa descrita en la presente descripción se puede utilizar para formar revestimientos. Estos revestimientos pueden usarse para una serie de aplicaciones de revestimiento diferentes, tales como aplicaciones de revestimiento industrial, aplicaciones de revestimiento arquitectónico, aplicaciones de revestimiento de automoción, aplicaciones de revestimiento para muebles exteriores, entre otras.
La composición de revestimiento acuosa descrita en la presente descripción se puede aplicar a un sustrato, por ejemplo, a una o más superficies de un artículo o una estructura, a través de cualquier método. Dichos métodos incluyen, pero no se limitan a, pulverización, inmersión, laminado y cualquier otra técnica convencional generalmente conocida por los expertos en la técnica. La superficie de dichas estructuras a recubrir con la composición de revestimiento acuosa puede comprender hormigón, madera, metal, plástico, vidrio, yeso, entre otros. Se pueden utilizar equipos, componentes y condiciones conocidos cuando se aplican las composiciones de revestimiento acuosas.
Después de la aplicación al sustrato, la composición de revestimiento acuosa puede curarse, por ejemplo, secarse para formar un revestimiento. Los revestimientos pueden formar una o más capas que tienen diversos espesores para diferentes aplicaciones.
Ventajosamente, los revestimientos descritos en la presente descripción pueden tener una o más propiedades que son deseables para diversas aplicaciones. Por ejemplo, los revestimientos descritos en la presente descripción pueden tener una resistencia al frotado mejorada en comparación con los revestimientos formados a partir de otras composiciones, por ejemplo, cuando los revestimientos se secan dentro de un intervalo de temperatura particular. Por ejemplo, los revestimientos descritos en la presente descripción pueden tener una resistencia al frotado mejorada cuando se secan a una temperatura igual o inferior a 15 °C, por ejemplo, de -25 a 15 °C, o -20 a 10 °C. Como se usa en la presente descripción, el término “ resistencia al frotado” se refiere a una cantidad de ciclos de frotado requeridos para erosionar un revestimiento del sustrato. La resistencia al frotado se puede determinar según GB/T 9266-2009.
Además, los revestimientos descritos en la presente descripción pueden tener un desarrollo de dureza a largo plazo mejorado, es decir, mayor, en comparación con los revestimientos formados a partir de otras composiciones. Por ejemplo, los revestimientos descritos en la presente descripción pueden tener un desarrollo de dureza mejorado a las 96 horas, por ejemplo, cuando la dureza del revestimiento se determina 96 horas desde la aplicación del revestimiento, 168 horas y 240 horas. Proporcionar un desarrollo mejorado de dureza a largo plazo es ventajoso para una serie de aplicaciones.
Ejemplos
En los ejemplos, se usan diversos términos y designaciones para materiales que incluyen, por ejemplo, los siguientes:
ECOSURF™ EH-9 (agente humectante de alcoxilato de alcohol, obtenido de The Dow Chemical Company); propilenglicol (estabilizador de congelación-descongelación, obtenido de SinoPharrna Co. Ltd); BYK-024 (desespumante, obtenido de BYK); AMP-95 (ajustador/dispersante de pH, obtenido de Golden Gate Capital); OROt A n ™ CA-2500 (dispersante, obtenido de The Dow Chemical Company); ROCIMA™ CF-1100 (biocida, obtenido de The Dow Chemical Company); Natrosol 250HBR (espesante, obtenido de Ashland); dióxido de titanio (colorante); agente matizante (Acematt TS-100, obtenido de Evonik); caolín calcinado DB-80 (carga); carbonato de calcio CC-700 (carga); PRIMAL™ AC-268 (aglutinante, obtenido de The Dow Chemical Company);<r>O<p>AQUE™ Ultra E (pigmento polimérico, polímero opaco, obtenido de The Dow Chemical Company); ACRYS<o>L™ TT-935 (espesante, obtenido de The Dow Chemical Company); ACRYSOL™ DR-770 (espesante, obtenido de The Dow Chemical Company); KATHON™ LXE (biocida, obtenido de The Dow Chemical Company); ACRYSOL™ RM-2020 NPR (modificador de la reología, obtenido de The Dow Chemical Company); UCAR™ F<il>M<e>R IBT (coalescente comercial, obtenido de The Dow Chemical Company); Optifilm Enhancer OE-400 (coalescente comercial, obtenido de Eastman).
El óxido de butileno y el óxido de propileno se alcoxilaron para proporcionar el coalescente representado por la Fórmula I:
R1-O-(A)<n>-R2
Donde R1era alifático C<4>lineal, R2era un grupo hidrógeno, A eran unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, y n tenía un valor promedio de 9. El coalescente tenía un peso molecular promedio en número de 665 g/mol, según lo determinado por la medición del valor de hidroxilo. Este coalescente se preparó a base del producto comercial DOWANOL™ TPnB (C4-(PO)3, comercializado por The Dow Chemical Company), seguido de una etapa adicional de butoxilación en condiciones de alcoxilación conocidas utilizando KOH como catalizador. Se añadió al reactor C4-(PO)3con KOH (peso activo a 6000 ppm, solución acuosa a una concentración de 50 % en peso); el reactor se cerró y el contenido se agitó a 250 rpm y se calentó a 80 °C. Se aplicó vacío a medida que el contenido del reactor se mantuvo a 80 °C para eliminar el residuo de agua del reactor. A continuación, el contenido del reactor se calentó a 120 °C y se añadió óxido de butileno al reactor lentamente mientras se mantenía la presión en el reactor a menos de 0,45 MPa (4,5 bar). Después de la adición del óxido de butileno, el contenido del reactor se mantuvo a 120 °C para la digestión; se controló la presión del reactor hasta que la presión estaba cerca de la presión inicial (antes de la adición de BO) y estable durante 2 horas. A continuación, el reactor se purgó tres veces con nitrógeno y vacío para eliminar el óxido de butileno residual que pudiera haber. A continuación, el contenido del reactor se enfrió a 60 °C y se neutralizó con ácido acético para proporcionar el coalescente representado por la Fórmula I.
La temperatura de formación de película mínima (MFFT) se determinó como sigue. La muestra 1 y la muestra 2, que contenían cada una el coalescente representado por la Fórmula I, la muestra comparativa A y la muestra comparativa B se prepararon de la siguiente manera. Se combinaron cantidades variables del coalescente representado por la Fórmula I y PRIMAL™ DC-420 para proporcionar respectivamente las muestras 1-2; se combinaron UCAR™ FILMER IBT y PRIMAL™ DC-420 con la muestra comparativa A; y Optifilm Enhancer OE-400 y PRIMAL™ DC-420 se combinaron con la muestra comparativa B.
Cada una de las muestras 1-2 y las muestras comparativas A-B se almacenaron a aproximadamente 20 °C durante 24 horas; a continuación, se aplicó respectivamente cada una a la película de plástico de un instrumento RHOPOINT MFFT-90 con película húmeda de 75 pm. Después de 2 horas se observó el aspecto de la película y se determinó la temperatura a la que se agrietaron las películas. Se utilizó una muestra de Clean PRIMAL™ DC-420 para determinar la MFFT de referencia de 33 °C. Los resultados se indican en las Tablas 1 y 2.
Tabla 1
Los datos de la Tabla 1 ilustran que, a cargas de 3 por ciento en peso, la muestra 1 tiene una temperatura de formación de película mínima mejorada, es decir, reducida, en comparación con cada uno de los ejemplos comparativos A y B. La temperatura de formación de película mínima reducida proporcionada por la muestra 1 ilustra que las composiciones de revestimiento acuosas que incluyen un aglutinante y el coalescente representado por la Fórmula I también tendrán una temperatura de formación de película mínima mejorada, es decir, reducida, en comparación con otras composiciones.
Tabla 2
Los datos de la Tabla 2 ilustran que, a cargas de 5 por ciento en peso, la muestra 2 tiene una temperatura de formación de película mínima mejorada, es decir, más baja, en comparación con la muestra comparativa A. La temperatura de formación de película mínima reducida proporcionada por la muestra 2 ilustra que las composiciones de revestimiento acuosas que incluyen un aglutinante y el coalescente representado por la Fórmula I también tendrán una temperatura de formación de película mínima mejorada, es decir, reducida, en comparación con otras composiciones.
El ejemplo 1, una composición de revestimiento acuosa, se formó de la siguiente manera. Se añadieron agua desionizada (165 gramos), propilenglicol (12 gramos), OROTAN™ CA-2500 (7,5 gramos), ECOSURF™ EH-9 (1,5 gramos) y BYK-024 (1,0 gramos) a un recipiente y se mezclaron mediante una placa de dispersión a aproximadamente 400 rpm durante 2 minutos. Se añadió Natrosol 250HBR (1,5 gramos) al contenido del recipiente, que se mezcló a aproximadamente 400 rpm durante 2 minutos. Se añadió AMP-95 (1,5 gramos) al contenido del recipiente, que se mezcló a aproximadamente 400 rpm durante 10 minutos. Se añadieron dióxido de titanio (200 gramos), caolín calcinado DB-80 (35 gramos), carbonato de calcio CC-700 (50 gramos) y agente matizante (35 gramos) al contenido del recipiente, que se mezclaron a aproximadamente 2000 rpm durante 30 minutos para conseguir que las partículas del contenido del recipiente tuvieran un tamaño menor o igual a 50 pm; se observó un aumento de la viscosidad. A continuación, se añadieron PRIMAL™ AC-268 (280 gramos), BYK-024 (1 gramo) y KATHON™ LXE (2 gramos) al contenido del recipiente, que se mezclaron a aproximadamente 1800 rpm durante 10 minutos. A continuación, se añadieron AMP-95 (0,5 gramos), ROPAQUE™ Ultra E (70 gramos), ACRYSOL™ TT-935 (3,5 gramos), ACRYSOL™ DR-770 (5 gramos), ACRYSOL™ RM-2020 NPR (10 gramos) y agua desionizada (100,5 gramos) al contenido del recipiente, que se mezclaron a aproximadamente 300 rpm durante 10 minutos. El contenido del recipiente se dividió en tres partes iguales; el coalescente representado por la Fórmula I (4 por ciento en peso del coalescente representado por la Fórmula I con respecto a un peso total del coalescente y los sólidos aglutinantes) se añadió a la primera porción para proporcionar el ejemplo 1.
El ejemplo comparativo A se formó como el ejemplo 1, con el cambio de que se utilizó UCAR™ FILMER IBT en lugar del coalescente representado por la Fórmula I; los porcentajes en peso de los sólidos UCAR™ FILMER IBT con respecto a un peso total de los sólidos UCAR™ FILMER IBT y el agua se indican a continuación.
El ejemplo comparativo B se formó como el ejemplo 1, con el cambio de que se utilizaron sólidos Optifilm Enhancer OE-400 en lugar del coalescente representado por la Fórmula I; los porcentajes en peso de los sólidos Optifilm Enhancer OE-400 con respecto a un peso total del Optifilm Enhancer<o>E-400 y el agua se indican a continuación.
La estabilidad de almacenamiento de calor se determinó según GB/T 20623-2006. El ejemplo 2 (200 gramos), el ejemplo comparativo A (200 gramos) y el ejemplo comparativo B (200 gramos) se sellaron en recipientes respectivos y se colocaron en un horno (50 ± 2 °C) durante 14 días; a continuación, los respectivos recipientes se mantuvieron a 23 ± 2 °C durante 3 horas; a continuación se midieron las viscosidades respectivas utilizando un viscosímetro Stormer. Los resultados se indican en la Tabla 3.
Tabla 3
Los datos de la Tabla 3 ilustran que el ejemplo 1 tiene una estabilidad de almacenamiento de calor mejorada, como lo demuestra un cambio comparativamente menor en la viscosidad, en comparación con el ejemplo comparativo A y el ejemplo comparativo B, que se volvieron demasiado viscosos para la determinación de la viscosidad.
La estabilidad de congelación-descongelación se determinó según GB/T 20623-2006. El ejemplo 1 (200 gramos), el ejemplo comparativo A (200 gramos) y el ejemplo comparativo B (200 gramos) se sellaron en recipientes respectivos y se colocaron en un refrigerador (-5 ± 2 °C) durante 18 horas; entonces los respectivos recipientes se mantuvieron a temperatura ambiente durante 6 horas; este ciclo se repitió 3 veces. Entonces se midieron las viscosidades respectivas utilizando un viscosímetro Stormer. A continuación, se realizaron dos ciclos adicionales, como se describe, y se volvieron a medir las viscosidades respectivas. Los resultados se indican en la tabla 4.
Tabla 4
Los datos de la Tabla 4 ilustran que el ejemplo 1 tiene una estabilidad mejorada de congelación-descongelación, como lo demuestra un cambio comparativamente menor en la viscosidad, en comparación con el ejemplo comparativo A y el ejemplo comparativo B después de 3 ciclos de congelación a -6 °C y descongelación. Los datos de la Tabla 4 ilustran que el ejemplo 1 tiene una estabilidad mejorada de congelación-descongelación, como lo demuestra un cambio comparativamente menor en la viscosidad, en comparación con el ejemplo comparativo A y el ejemplo comparativo B después de 5 ciclos de congelación a -6 °C y descongelación.
La resistencia al frotado se determinó según GB/T 9266-2009. El ejemplo 1 se pintó sobre dos conjuntos de placas de fibrocemento sin amianto con un espesor de 100 pm; a continuación, el primer conjunto de placas se secó durante 7 días a 5 °C y el segundo conjunto de placas se secó durante 7 días a 20 °C para proporcionar el ejemplo 2, un revestimiento. Los ejemplos comparativos C-D se formaron como el ejemplo 2, con los cambios de que los ejemplos comparativos A-B se usaron respectivamente en lugar del ejemplo 1. El cepillo se trató previamente según GB/T 9266 2009. El ensayo de frotado se llevó a cabo con la comprobación visual de las capas de revestimiento después de un número dado de frotado o se detuvo hasta la desaparición de las capas de revestimiento. En parte de la prueba de frotado, para las placas de revestimiento secadas a temperatura ambiente durante 7 días, se añadió medio de frotado específico (10 g por 400 frotamientos) para acelerar la prueba. Los resultados se indican en la T abla 5.
Tabla 5
Los datos de la T abla 5 ilustran que el ejemplo 2, el revestimiento formado a partir del ejemplo 1, tiene una resistencia al frotado mejorada, como lo demuestra un número comparativamente mayor de frotamientos, en comparación con los revestimientos del ejemplo comparativo C y el ejemplo comparativo D, para revestimientos secados a 5 °C.
Los datos de la Tabla 5 también ilustran que el ejemplo 2, el revestimiento formado a partir del ejemplo 1, tiene una resistencia al frotado mejorada, como lo demuestra un número comparativamente mayor de frotamientos, en comparación con los revestimientos del ejemplo comparativo D y una resistencia al frotado comparativa con el revestimiento del ejemplo comparativo C, para revestimientos secados a temperatura ambiente.
El desarrollo de la dureza se determinó de la siguiente manera. El ejemplo 1 se utilizó para formar el ejemplo 3, un revestimiento; El ejemplo comparativo B se utilizó para formar el ejemplo comparativo E, un revestimiento. Los valores de dureza Koenig en varios tiempos de curado se determinaron según ASTM D2134-95. Los resultados se indican en la Tabla 6.
Tabla 6
Los datos de la Tabla 6 ilustran que el ejemplo 3, el revestimiento formado a partir del ejemplo 1, tiene un desarrollo de dureza mejorado, es decir, mayor, en comparación con el ejemplo comparativo E del revestimiento para un tiempo de curado de 96 horas y mayor. Tener esta mejora a largo plazo, por ejemplo, de 96 horas o más, es ventajoso para una serie de aplicaciones.
Los datos de la Tabla 6 también ilustran que el ejemplo 3, el revestimiento formado a partir del ejemplo 1, tiene un desarrollo de dureza comparable en comparación con los revestimientos del ejemplo comparativo E para tiempos de curado iguales o inferiores a 72 horas.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Una composición de revestimiento acuosa que comprende:
    un aglutinante que comprende uno o más copolímeros acrílicos, poliuretano, copolímeros de acetato de vinilo, poliurea, cera, caseína, témpera de huevo, goma arábiga, aceite de linaza, goma laca, pegamento de almidón, gelatina, dextrina, poliéster o combinaciones de estos;
    un coalescente representado por la Fórmula I: R1O-(A)<n>-R2, donde R1es hidrógeno, un alifático lineal C<1>-C<12>o un alifático ramificado C<1>-C<12>, A es un copolímero que comprende unidades estructurales monoméricas derivadas de óxido de propileno y óxido de butileno, R2es un grupo hidrógeno, un grupo alifático lineal o alifático ramificado C<1>-C<4>, un grupo carbonilo lineal o ramificado C<1>-C<4>, o un grupo bencilo, y n tiene un valor promedio de 3 a 25; y agua.
  2. 2. La composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 1, en donde el coalescente tiene un peso molecular promedio en número de 300 a 1800 g/mol.
  3. 3. La composición de revestimiento acuosa de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la composición de revestimiento acuosa incluye de 5 a 65 por ciento en peso de sólidos aglutinantes con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
  4. 4. La composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 3, en donde la composición de revestimiento acuosa incluye de 0,5 a 15 por ciento en peso del coalescente representado por la Fórmula I con respecto a un peso total del coalescente y los sólidos aglutinantes.
  5. 5. La composición de revestimiento acuosa de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que incluye un estabilizador de congelación-descongelación, donde el estabilizador de congelación-descongelación es de 0,1 a 15 por ciento en peso de la composición de revestimiento acuosa con respecto a un peso total de la composición de revestimiento acuosa.
  6. 6. Un revestimiento formado con la composición de revestimiento acuosa de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5.
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