COMPOSICIONES DE PINTURA MEJORADAS LAS CUALES CONTIENEN UN
ADITIVO PARA REDUCIR EL EFECTO DE PÉRDIDA DE VISCOSIDAD PROVOCADA POR LA ADICIÓN DE COLORANTES DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a composiciones de pintura mejoradas y, más particularmente, a una composición aditiva para ser usada en pinturas de látex transportadas en agua para reducir la alteración de una red de espesante asociativa ante la adición de colorantes, asi como también un proceso novedoso para producir las composiciones de pintura mejoradas. En una modalidad, esta invención se relaciona a composiciones de pintura mejoradas las cuales contienen un aditivo para reducir el efecto de pérdida de viscosidad provocada por la adición de colorantes. Un aspecto de la invención se relaciona a un sistema de pintura de látex transportado en agua, el cual comprende una pintura base, por lo menos un espesante asociativo, un compuesto colorante, y por lo menos 0.1% en peso seco de una composición ABLBA de copolimero de bloque. El copolimero de bloque actúa como un estabilizante de viscosidad en la presencia de espesantes asociativos. El componente A incluye una unidad de monómero la cual contiene una porción tal como un grupo alquilo, un grupo arilo o un grupo alquil arilo. El componente B incluye un polímero de óxido de polietileno o un copolímero de polietileno-óxido de polipropileno. El componente L incluye una unidad de dianhídrido o una unidad de diisocianato . Otro aspecto de la invención se relaciona a un método para formular un sistema de pintura de látex transportado en agua, el cual comprende agregar a una pintura base, un espesante asociativo y un compuesto colorante y además agregar por lo menos 0.1% en peso seco de una composición de ABLBA de copolímero de bloque. Aún otro aspecto de la invención se relaciona a un químico de polímero. El químico de polímero es preparado por hacer reaccionar una unidad de monómero la cual contiene una porción tal como un grupo alquilo, un grupo arilo o un grupo alquil arilo, un polímero de óxido de polietileno o un copolímero de polietileno-óxido de polipropileno; y un componente L tal como una unidad de dianhídrido y una unidad de diisocianato. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 ilustra el efecto de concentración de un estabilizante de viscosidad ante la adición de un colorante a una formulación de pintura para una modalidad de la presente invención. En ciertos sistemas de pintura a base de agua, es deseable mantener la viscosidad de esfuerzo cortante media de pintura (o Stormer) por + 10% de su valor base. El grado de la caída de viscosidad observada con la adición de colorante depende de la eficiencia del espesante asociativo - es decir, la cantidad del espesante necesaria para obtener una viscosidad predeterminada- y usualmente, entre más eficiente es el espesante asociativo, mayor es la caída en la viscosidad observada. Como un ejemplo del grado de la disminución de viscosidad de esfuerzo cortante media ante tinción, no es inusual observar una caída de -30 a -40 KU (unidades Krebs- unidades de viscosidad de Stormer) en una pintura de 90-100 KU . Este tipo de reducción de viscosidad resulta en una pintura muy fluida creando problemas de recubrimiento. La caída de viscosidad es relacionada a la composición de la formulación de tinción. Esto es más probablemente debido a la cantidad y tipo de tensioactivos usados para estabilizar el pigmento en el colorante. En la mayoría de los casos, el negro carbón requiere la mayoría de tensioactivo y por lo tanto es más problemático el color. En una modalidad, la presente invención proporciona un sistema y método para formular un sistema de pintura de látex transportado en agua el cual reduce la caída de viscosidad ante la adición de tinte a la formulación de pintura base. El sistema de pintura de látex transportado en agua incluye una pintura base, por lo menos un espesante asociativo, un compuesto colorante, y por lo menos 0.1% en peso seco de una composición ABLBA de copolímero de bloque.
En una modalidad, el polímero del tipo ABLBA incluye: un componente A el cual comprende un grupo hidrofóbico A; un componente B el cual comprende un polímero B hidrofílico; y un componente L el cual comprende un grupo de enlace. El copolímero ABLBA funciona como un estabilizante de viscosidad en los sistemas de pintura de látex transportados en agua. En una modalidad, el componente A del grupo hidrofóbico, del polímero ABLBA, incluye una unidad de monómero la cual contiene una porción tal como un grupo alquilo, un grupo arilo o un grupo alquilarilo. En ciertas modalidades, el componente A del grupo hidrofóbico incluye alcoholes de C10-C22 lineales, alcoholes de Ci2-C24 ramificados y mezclas de los mismos. En ciertas otras modalidades, el componente A del grupo hidrofóbico incluye 2-butil-octanol, 2-hexil-decanol, 2-octil-dodecanol, 2-isoheptil-7-metil-undecanol, 2- (2, 4, 4-trimetilbutil) -6, 8, 8-trimetil-nonanol, y mezclas de los mismos. En una modalidad, el componente A del grupo hidrofóbico incluye 2-hexil decanol. En una modalidad, el componente B, del polímero ABLBA, incluye un polímero de óxido de polietileno o un copolímero de polietileno-óxido de polipropileno. En ciertas modalidades, el polímero de óxido de polietileno tiene de 25 a 100 unidades repetidas de óxido de etileno. En ciertas otras modalidades, el copolímero de polietileno-óxido de polipropileno tiene un número total de unidades de repetición que están en el intervalo de 25 a 75 y hasta 10 unidades de óxido de propileno. En una modalidad, el copolimero de polietileno-óxido de polipropileno tiene un peso molecular promedio en número menor a 2500. En otra modalidad, el componente B incluye óxido de polietileno el cual tiene 50 unidades de óxido de etileno. El etoxilado AB puede ser sintetizado por hacer reaccionar los componentes A y B en una solución básica o en la presencia de un catalizador de metal. En una modalidad, el etoxilato AB tiene un peso molecular promedio en número abajo de 3000 g/mol. En otra modalidad, el etoxilado AB tiene un peso molecular promedio en número abajo de 2500 g/mol. En una modalidad, el componente L, del polímero ABLBA, incluye una o más unidades de enlace tales como una unidad de diisocianato . En ciertas modalidades, la unidad de enlace de diisocianato es generada a partir de compuestos tales como diisocianato de hexametileno ("HDI" por sus siglas en inglés) , diisocianato de trimetilhexametileno ("TMDI" por sus siglas en inglés) , diisocianato de isoforona ("IPDI" por sus siglas en inglés) , diisocianato de tetrametilxileno ("TMXDI" por sus siglas en inglés) , y bis (ciclohexilisocianato) de 4 , 4-metileno . En una modalidad, la unidad de enlace de diisocianato es generada a partir de diisocianato de hexametileno. Para estas reacciones, un catalizador tal como un órgano-estaño o éster de bismuto o una amina es agregado típicamente para acelerar la reacción en la temperatura deseada. Ya que la temperatura afecta el grado de ramificación en reacciones de uretano y por lo tanto la estequiometría de la reacción, las reacciones son realizadas en las temperaturas prácticas más bajas. En otra modalidad, el componente L, del polímero ABLBA, incluye una unidad de enlace tal como una unidad de dianhídrido. En ciertas modalidades, se genera el dianhídrido a partir de compuestos tales como dianhídrido benzofenona tetracarboxílico (BTD por sus siglas en inglés) o dianhídrido piromelítico (PMA por sus siglas en inglés) para dar el polímero de diéster correspondiente. El procedimiento sintético para el dianhídrido es similar al procedimiento de diisocianato con una amina ( trietilamina, DABCO, etc.) usada como un catalizador. Los polímeros resultantes tienen una naturaleza aniónica a los mismos, los cuales pueden ser útiles en algunas aplicaciones. En una modalidad, el polímero ABLBA tiene un peso molecular promedio en número abajo de 10,000 g/mol. En otra modalidad, el polímero ABLBA tiene un peso molecular promedio en número menor a 7000 g/mol. El ABLBA tiene un valor de equilibrio hidrofóbico-lipofílico (HLB por sus siglas en inglés) de más de 15. La formulación de pintura base también incluye una resina. En ciertas modalidades, la resina incluye una resina hidrofóbica. Las resinas hidrofóbicas representativas incluyen una resina acrilica, una resina acrilica de estireno o una resina de estireno. En ciertas otras modalidades, la resina incluye una resina hidrofilica. Ejemplos representativos de resinas hidrofilicas incluyen una resina vinil acrilica o una resina de vinil acetato de etileno. En ciertas modalidades, la resina tiene una conformación substancialmente esférica y un tamaño de partícula grande o baja área superficial. En una modalidad, el tamaño de partícula puede ser mayor a 200 nm. En otra modalidad, el tamaño de partícula está en el intervalo de 220 nm a 650 nm. En ciertas otras modalidades, la resina tiene una conformación substancialmente esférica y un tamaño de partícula pequeño o alta área superficial. En una modalidad, el tamaño de partícula puede ser menos a 200 nm. En otra modalidad, el tamaño de partícula está en el intervalo de 80 nm a 180 nm. En todavía otra modalidad, la resina tiene una conformación de multilóbulo. Las resinas representativas incluyen Optive 130 (BASF, acrílico, 160 nm) , UCAR 300 (Dow, vinil acrílico, 260 nm) , UCAR 625 (Dow, acrílico, 340 nm) , Rhoplex ML-200 (Rohm & Haas, acrílico, 590 nm multilóbulo), y Neocryl XK-90 (DS Neoresins, acrílico, 90 nm) . El sistema de pintura de látex transportado en agua puede también incluir por lo menos un espesante asociativo. Los espesantes asociativos son polímeros solubles en agua o hinchables en agua los cuales tienen unidos químicamente grupos hidrofóbicos . El estabilizante ABLBA es efectivo para mejorar la estabilidad de viscosidad a la adición de colorante para pinturas las cuales contienen por lo menos un espesante asociativo. En ciertas modalidades, los espesantes asociativos incluyen materiales modificados hidrofóbicamente no iónicos tales como poliéter y/o espesantes asociativos de poliuretano o espesantes asociativos iónicos tales como emulsiones hinchables con álcalis modificados hidrofóbicamente (o solubles) (HASE por sus siglas en inglés) e hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente y mezclas de las mismas. Los pesos moleculares promedio en número de los espesantes asociativos pueden estar en el intervalo de 10,000 a 150,000 g/mol. En ciertas modalidades, dos composiciones de espesantes asociativas, un espesante de bajo esfuerzo cortante y un espesante de alto esfuerzo cortante, pueden ser usadas en combinación con el estabilizante ABLBA. En una modalidad, los dos espesantes asociativos pueden ambos tener una composición de poliuretano de poliéter. En otra modalidad, los dos espesantes asociativos pueden ambos tener una composición de poliéter poliacetal. En aún otra modalidad, un espesante asociativo tiene una composición de poliéter y el segundo espesante asociativo tiene una composición de poliuretano de poliéter. Los pares de espesantes asociativos representativos incluyen Rohm & Haas Acrysol R 825/RM 2020 NPR, Rohm & Haas Acrysol SCT 275/RM 2020 NPR, Aqualon NLS 200/NHS 300, Elementis Rheolate 255/350 y Cognis DSX 1514/DSX 3075. En ciertas otras modalidades, una composición espesante de alto esfuerzo cortante puede ser usada en combinación con el estabilizante de ABLBA. En una modalidad, el espesante asociativo tiene una composición de poliuretano de poliéter modificado hidrofóbicamente . En otra modalidad, el espesante asociativo tiene una composición de un poliacetal de poliéter modificado hidrofóbicamente . En aún otra modalidad, el espesante asociativo tiene una composición de poliéter modificado hidrofóbicamente . En ciertas modalidades donde la resina tiene un tamaño de partícula menor a 200 nm, los polímeros de estabilizante ABLBA pueden ser usados en combinación con un espesante de alto esfuerzo cortante y actúan como un espesante de bajo esfuerzo cortante. En ciertas modalidades donde la resina tiene un tamaño de partícula mayor a 200 nm, los polímeros estabilizantes de ABLBA pueden ser usados en combinación con un espesante de alto esfuerzo cortante y un espesante de bajo esfuerzo cortante. En una modalidad, el sistema de pintura de látex transportado en agua puede contener menos de 0.01% en peso de un segundo polímero el cual contiene por lo menos un grupo hidrofílico el cual tiene un peso molecular promedio en número de por lo menos 1000 y solamente un grupo hidrofóbico. El estabilizante ABLBA puede ser agregado a la pintura como un sólido o como una solución liquida con otros solventes y tensioactivos . En ciertas modalidades, la co-solución del estabilizante ABLBA con otros tensioactivos puede hacer al estabilizante ABLBA menos efectivo y por lo tanto mayores cantidades de estabilizante ABLBA p eden ser requeridas para obtener la misma conformación. En una forma sólida, en una modalidad, se agrega el estabilizante ABLBA a la formulación de pintura con el colorante y entonces se dispersa el material por ejemplo con un dispersador de alta velocidad o en un agitador Red Devil. En una forma liquida, en ciertas modalidades, se agrega el estabilizador ABLBA en cualquier etapa de la preparación de pinturas. En una modalidad, se agrega el estabilizador ABLBA a la formulación de pintura base. En otra modalidad, se agrega el estabilizador ABLBA al colorante. Síntesis de estabilizantes ABLBA Síntesis general de aditivo estabilizante con diisocianato en solvente. Se agrega a una mantilla de 500 mi fija con un condensador, trampa de Dean Stark, purga de nitrógeno y un agitador superior 350 mi de tolueno seco. Se agregan 0.03 moles de etoxilato de laurilo (50) a la mantilla y se disuelve el material en el tolueno en 75°C. La temperatura es incrementada a ~115°C y se remueve entonces el agua a través de la destilación azeotrópica hasta que aproximadamente 100 mi de tolueno/agua se separa. Se enfría la reacción a 75°C y 0.015 moles de diisocianato de hexametileno se agrega en 5 minutos. (Para acelerar la reacción pueden ser agregadas tres gotas de dilaurato de dibutil estaño) . Se agita la mezcla de reacción en 75°C por 1 hora o hasta que se consume todo el isocianato. Se enfría la solución y se remueve el tolueno para dar el sólido de polímero deseado. Síntesis general de aditivo estabilizante con diisocianato en la ausencia de solvente Se agregan 0.06 moles de etoxilato de 2-hexil-decanol (25) a un matraz de fondo redondo de tres cuellos de 250 mi fijo con un agitador superior, un. adaptador de vacío y una purga de nitrógeno. Se calienta el matraz a 75°C y se funde el etoxilato. Se agrega 10 mi de tolueno seco y se agita la solución por 5 minutos en 200 RPM. Se evacúa el matraz y se purga con nitrógeno en aproximadamente 100 ml/minutos de tal forma que se mantiene un equilibrio de presión en el matraz en -27 a -28 pulgadas de Hg. Se purga la mezcla bajo estas condiciones por 2 horas. Se remueve el vacío y se purga el sistema con nitrógeno hasta que se obtiene la presión atmosférica. Entonces se agregan 0.03 moles de diisocianato de hexametileno al matraz sobre un periodo de 5 minutos. (Si se requiere un catalizador, entonces 3 gotas de dilaurato de dibutil estaño se agregan en este punto) . Se agita la reacción en 75°C por 30 minutos o hasta que se consume todo el isocianato. Síntesis general de aditivo estabilizante con dianhídrido en solvente Se agrega a una mantilla de 500 mi fijo con un condensador, trampa de Dean Stark, purga de nitrógeno y un agitador superior 350 mi de tolueno seco. Se agregan entonces 0.03 moles de etoxilato de 2-hexil-decanol (50) deseado a la mantilla y se disuelve el material en el tolueno en 75°C. El agua es entonces removida a través de destilación azeotropica y aproximadamente 100 mi de tolueno/agua se separa. Se enfria la reacción a 75°C y 0.015 moles de dianhidrido benzofenona tetracarboxilico (Aldrich) se agregan todos a la vez. Se agregan entonces 0.03 moles de trietilamina a la mezcla y se agita la mezcla en 75°C por 16 horas o hasta que se consume todo el anhídrido. Se enfría la solución y el tolueno y trietilamina es removido por vacío para dar el polímero sólido deseado. Para un aditivo vaciable, el aditivo sólido puede ser puesto en solución con butilcarbitol y agua. Una formulación aditiva típica es una solución de 25% en peso del polímero con 10-15% de butil carbitol y 60-65% de agua. Usando el procedimiento sintético conducido en solvente, son sintetizados un número de estabilizantes los cuales tienen diferentes componentes A, B y diisocianato de hexametileno como la unidad de enlace son como se muestra en la Tabla 1. Tabla 1
Con el fin de evaluar la capacidad de los polímeros de estabilización para reducir la caída de viscosidad observada en pinturas de látex transportadas en agua, se preparan cinco formulaciones con diferentes sistemas de resina. Las resinas usadas expanden un intervalo de hidrofobicidad y tamaño de partícula lo cual se relaciona al área superficial. Las resinas representativas incluyen Optive 130 (BASF, acrílico, 160 nm) , UCAR 300 (Dow, vinilacrílico, 260 nm) , UCAR 625 (Dow, acrílico, 340 nm) , Rhoplex ML-200 (Rohm & Haas, acrilico, 590 nm multilóbulo) , y Neocryl XK-90 (DS Neoresins, acrilico, 90 nm) . Ya que el grado del problema de viscosidad es proporcional a la cantidad del colorante agregado, se elige una formulación de tinte profunda. La formulación tiene bajos niveles de bióxido de titanio y requiere hasta 12 onzas (0.355 1) de colorante por galón (3.785 1) de pintura. Un colorante negro universal resulta típicamente en la pérdida de viscosidad más grande. Por lo tanto, el equivalente de 12 onzas (0.355 1) /galón (3.785 1) de Colortrend 888 Lampblack (Degussa) es usado como el colorante, a menos que se especifique otra cosa. Todas las formulaciones de pintura son espesadas predominantemente con espesantes asociativos para maximizar el efecto de caída de viscosidad. En los ejemplos posteriores, se usan pares de espesantes comercialmente disponibles (bajo esfuerzo cortante/alto esfuerzo cortante) tales como Rohm & Haas Acrysol RM 825/RM 2020 NPR, Rohm & Haas Acrysol SCT 275/R 2020 NPR, Aqualon NLS 200/NHS 300, Elementis Rheolate 255/350 y Cognis DSX 1514/DSX 3075. La composición relativa de espesante de bajo esfuerzo cortante a alto esfuerzo cortante en cada pintura es formulada para obtener una viscosidad de Stormer aproximada final de entre 90-KU y viscosidad ICI de 1-2 Poises (como por ASTM D562 y D4287).
Formulaciones Caso 1: Eggshell con Dow UCAR 300 de VOC baja con tinte profundo Libras Galones Componente Proveedor Uso (Kg) (1) 236.6 28.4 Agua Solvente (107.32) (107.49) 1 (0.45) 0.1 Cellosize Dow Espesante (0.38) ER-4400 Chemical 2 (0.91) 0.1 Carbonato de Base (0.38) sodio 2 (0.91) 0.3 Dapro DF Elementis Desespumante (1.14) 7010 Spec . 9 (4.08) 1.0 Tamol Rohm & Dispersante (0.38) Hass 2 (0.91) 0.2 Tritón CF10 Rohm & Tensioactivo (0.76) Hass 40 1.2 Ti02 (R706) DuPont Ti02 (18.14) (4.54) 176 8.1 Minex 7 Unimin Agente de
(85.11) (30.66) Relleno 1.5 0.2 Kathon LX Rohm & Biocida (0.68) (0.76) Hass Alta Velocidad ( 3- 4K) -15-13 mins . 6.5 0.8 Texanol Eastman Coalescente
(2.95) (3.01) 395 44.4 UCAR 300 Dow Látex (179.72) (168.05) Chemical 1.5 0.2 Dapro DF Elementis Desespumante
(0.68) (0.76) 7010 Spec . 75.75 8.9 Varios Espesante (34.36) (33.69) Totales : 948.9 93.9 (430.42) (355.42) Caso 2: Eggschel con Dow UCAR 625 de VOC moderada con tinte profundo Libras Galones Componente Proveedor Uso 75.0 9.0 Agua Solvente (34.02) (34.07) 1.0 0.1 Nuosept 95 ISP Biocida (0.46) (0.38) Industries 2.0 0.3 Drewplus Drew Desespumante
(0.91) (1.14) L464 Industrial 1.0 0.1 Tritón N-57 Rohm & Tensioactivo
(0.46) (0.38) Haas 7.0 0.8 Tamol 731 Rohm & Dispersante
(3.18) (3.01) Haas 25.0 0.8 TiPure R706 DuPont Ti02 (11.34) (3.01) 118.0 5.4 Minex 7 Unimin Agente de
(53.52) (20.44) Relleno 82.0 3.6 icrowhite Agente de
(37.19) (13.63) 25 Relleno Alta Velocidad (3- 4K) -15-30 rains . 400.0 45.4 UCAR 625 Dow Látex (181.44) (171.84) Chemical 16.0 2.0 Texanol Coalescente
(7.26) (7.57) 20.0 2.2 etilenglicol Solvente (9.07) (8.33) 3.0 0.4 Hidróxido de Base (1.36) (1.51) amonio 2.0 0.3 Drewplus Drew Desespumante
(0.91) (1.14) L464 Industrial 249.0 28.5 Varios Espesante
(112.95) (107.87) Totales: 1001 98.9 (454.05) (374.34) Caso 3: Eggschell con Rohm & Haas ML-200 de VOC moderado con tinte profundo Libras Galones Componente Proveedor Uso 75.0 9.0 Agua Solvente (34.02) (34.07) 1.0 0.1 Nuosept 95 ISP Biocida (0.46) (0.38) Industries 2.0 0.3 Drewplus Drew Desespumante
(0.91) (1.14) L464 Industrial 1.0 0.1 Tritón N-57 Rohm & Tensioactivo
(0.46) (0.38) Haas 7.0 0.8 Tamol 731 Rohm & Dispersante
(3.18) (3.01) Haas 25.0 0.8 TiPure R708 DuPont Ti02 (11.34) (3.01) 118.0 5.4 inex 7 Unimn Agente de
(53.52) (20.44) Relleno 82.0 3.6 icrowhite Agente de
(37.19) (13.63) 25 Relleno Alta Velocidad (3- 4K) -15-30 mins . 29.6 3.6 Agua (13.43) (13.63) 370.4 41.4 Rhoplex ML- Rohm & Látex (168.1) (156.7) 200 Haas 16.0 2.0 Texanol Coalescente
(7.26) (7.6) 20.0 2.2 Etilenglicol Solvente (9.07) (8.33) 3.0 0.4 Hidróxido de Base (1.36) (1.51) amonio 2.0 0.3 Drewplus Drew Desespumante
(0.91) (1.14) L464 Industrial 249.0 28.5 Varios Espesante
(112.95) (107.87) Totales : 1001.0 98.9 (454.05) (374.34 Caso 4: Semi-Gloss con BASF Optive 130 de VOC baja con tinte profundo Libras Galones Componente Proveedor Uso 75.8 9.1 Agua Solvente (34.38) (34.44) 1.0 0.1 Cellosize Dow Espesante
(0.46) (0.38) 4400 2.0 0.3 Hidróxido de Base (0.91) (1.14) amonio 2.0 0.3 Dapro DF Elementis Desespumante
(0.91) (1.14) 7010 3.5 0.4 Tamol 731 Rohm & Dispersante
(1.59) (1.51) Haas 2.0 0.2 Tritón CF10 Rohm & Tensioactivo
(0.91) (0.76) Haas 25.3 0.8 TÍ02 (R706) DuPont Ti02 (12.49) (3.01) 35.4 1.6 Polygloss 90 (17.12) (6.06) 1.0 0.1 Nuosept 95 ISP Biocida (0.46) (0.38) Industries Alta Velocidad ( 3- 4K) -15-30 mins . 45.2 5.4 Agua (20.50) (20.44) 506.9 57.3 Optive 130 BASF Látex (245.1) (216.88) 8.0 1.0 Texanol Eastman Solvente (3.63) (3.78) 195.6 23.4 Varios Espesante
(88.72) (88.06) Totales: 903.7 99.9 (437.03) (378.12) Caso 5: Semi-Gloss con DSM Neoresins Neocryl XK-90 de VOC baja con tinte profundo
Libras Galones Componente Proveedor Uso 75.8 9.1 Agua Solvente (34.38) (34.44) 1.0 0.1 Cellosize Dow Espesante
(0.46) (0.38) 4400 2.0 0.3 Hidróxido de Base (0.91) (1.14) amonio 2.0 0.3 Dapro DF Elementis Desepumante
(0.91) (1.14) 7010 3.5 0.4 Tamol 731 Rohm & Dispersante
(1.59) (1.51) Haas 2.0 0.2 Tritón CF10 Rohm & Tensioactivo
(0.91) (0.76) Haas 25.3 0.8 Ti02 (R706) DuPont Ti02 (11.48) (3.01) 35.4 1.6 Polygloss 90 (16.06) (6.06) 1.0 0.1 Nusept 95 ISP Biocida (0.46) (0.38) Industries Alta Velocidad ( 3- 4K) -15-30 mins . 587.2 67.1 Neocril XK- DSM Látex (266.35) (253.97) 90 Neoresins 8.0 1.0 Texanol Eastman Solvente
(3.63) (3.78) 45.2 5.4 Agua (21.89) (20. 4) 161.1 19.1 Varios Espesante
(77.91) (72.29) 904.3 100.0 (410.19) (378.5) Como se ilustra en la Tabla 2, se agrega el polímero estabilizante ABLBA a la pintura como un estabilizante de viscosidad. Se agrega el aditivo estabilizante a la fórmula de pintura al mismo tiempo que un espesante asociativo de alto esfuerzo cortante y un espesante asociativo de bajo esfuerzo cortante son agregados. Varios pares de espesantes asociativos en combinación con el polímero estabilizante ABLBA son probados. Los espesantes en pares son Rohm & Haas Acrysol RM 825/RM 2020 NPR, Rohm & Haas Acrysol SCT 275/RM 2020 NPR, Aqualon NLS 200/NHS 300, Elementis Rheolate 255/350 y Cognis DSX 1514/DSX 3075. Se basa el aditivo estabilizante ABLBA en la reacción de 2-hexil-decilo/EO (50) con HDI . Los espesantes y concentraciones son enlistados para cada sistema de resina que tienen tamaños de partícula grande. La concentración del estabilizante es 0.5% en peso y el colorante es Colortrend 888 Lampblack @ 12. onzas (0.355 1) /galón (3.785 1). No se hace ningún intento para optimizar la concentración del estabilizante. Como se muestra en la Tabla 2, el polímero estabilizante ABLBA reduce la cantidad de disminución de viscosidad ante la adición de colorante a la formulación de pintura comparado con las formulaciones sin el polímero estabilizante ABLBA. Para algunas formulaciones de prueba, el polímero estabilizante ABLBA incrementa ligeramente la viscosidad base de la pintura pero reduce el grado de disminución de viscosidad en adición colorante. En otros ejemplos, hay también una disminución marcada en la viscosidad base de la formulación de pintura cuando se agrega el polímero ABLBA. Este efecto puede ser minimizado por usar un diferente polímero estabilizante ABLBA. Los datos en la Tabla 2 ilustran el valor de estabilidad de color y viscosidad, ??, para formulaciones las cuales tienen una resina de tamaño de partícula grande, más de 200 nm. Para los propósitos de esta aplicación, la estabilidad de color y viscosidad significa la diferencia en viscosidad de Stormer entre la formulación entintada de color de 24 horas y la formulación antes de la tinción después de la adición de hasta 12 onzas (0.355 1) de Colortrend 888 Lampblack por galón (3.785 1) de pintura. Para una formulación de pintura la cual tiene una resina con un tamaño de partículas mayor a 200 nm, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -10 unidades KU hasta + 10 unidades Kü. En una modalidad, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -10 unidades KU hasta -5 unidades KU. En otra modalidad, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -5 unidades KU hasta 5 unidades KU. En aún otra modalidad, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de 0 KU hasta 10 unidades KU. La tabla 3 muestra los resultados del aditivo estabilizante ABLBA a pinturas para una resina de partícula pequeña, Optive 130. La concentración del estabilizante es 0.5% en peso y el colorante es Colortrend 888 Lampblack @ 12 onzas (0.355 1) por galón (3.785 1) de pintura. Las formulaciones también contienen un espesante asociativo de alto esfuerzo cortante comercial y un espesante asociativo de bajo esfuerzo cortante comercial. Los espesantes en pares son Rohm & Haas Acrysol R 825/RM 2020 NPR, Rohm & Haas Acrysol SCT 275/RM 2020 NPR, Aqualon NLS 200/NHS 300, y Cognis DSX 1514/ DSX 3075. Los resultados en la Tabla 3 ilustran que para formulaciones las cuales tienen resinas de partícula pequeña, el polímero estabilizante ABLBA incrementa la viscosidad de la pintura base ante adición del polímero estabilizante y la adición de colorante resulta en una disminución en viscosidad. Para una formulación de pintura la cual tiene una resina con un tamaño de partícula menor a 200 nm, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -35 unidades KU hasta -15 unidades KU. En una modalidad, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -30 unidades KU hasta -20 unidades KU. En otra modalidad, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -25 unidades KU hasta -20 unidades KU.
Tabla 2 KU ICI ? antes de la i) 1 hr después ? 24 hrs. Después ??
Resina tinción de la Tinción de la Tinción Nombre Conc. Nombre Conc . ICI ICI ICI ICI % en % en (KO) (P) (KU) (P) (KU) (P) peso peso Control RM 825 2.25 RM 2020 2 91.6 1.13 70.0 1.00 75.6 1.09 -16 -0.04 agua/aditivo RM 825 2.25 RM 2020 2 105.0 1.83 101.0 2.41 112.6 2.06 7.6 0.24
Control SCT 275 2.5 RM 2020 2 89.3 10.6 65.9 0.70 68.7 0.76 -20.6 -0.30
UCAR agua/aditivo SCT 275 2.5 RM 2020 2 107.3 1.71 96.4 2.18 107.2 2.04 -0.1 0.33 300 Control NLS 200 1.85 NHS 300 1.5 95.7 1.66 67.0 0.93 72.4 1.15 -23.3 -0.51 Caso 1 agua/aditivo NLS 200 1.85 NHS 300 1.5 119.7 1.66 105.0 2.74 119.7 2.53 0 0.87
Control DSX 1514 1.2 DSX 3075 1.25 89.7 1.48 n/a n/a 77.2 0.93 -12.5 -0.55 agua/aditivo DSX 1514 1.2 DSX 3075 1.25 100.3 1.51 n/a n/a 108.4 2.13 8.1 0.62
Control RM 825 3 RM 2020 2 100.0 1.40 79.0 1.51 78.6 1.23 -21.4 -0.17 ' agua/aditivo RM 825 3 RM 2020 2 103.0 2.13 102.0 2.73 102.4 2.08 -0.6 -0.05
Control SCT 275 2.25 RM 2020 2.25 86.0 0.85 62.0 0.66 62.4 0.53 -23.6 -0.32
UCAR agua/aditivo SCT 275 2.25 RM 2020 2.25 93.7 2.08 n/a n/a 88.8 2.13 4.9 0.05 · 625 Control NLS 200 2.5 NHS 300 0.8 93.7 1.38 69.0 0.86 68.8 0.58 -24.9 -0.80 Caso 2 agua/aditivo NLS 200 2.5 NHS 300 0.8 104.3 1.99 98.0 1.38 99.1 1.81 -5.2 -0.18
Control DSX 1514 1 DSX 3075 2.5 85.0 0.83 67.0 0.95 66.3 0.83 -18.7 0.01 agua/aditivo DSX 1514 1 DSX 3075 2.5 83.0 1.23 85.0 1.86 85.0 1.53 2 0.30
Control RM 825 0.9 RM 2020 2 89.0 0.42 58.6 0.41 58.9 0.50 -30.1 0.08 agua/aditivo RM 825 0.9 RM 2020 2 82.0 0.68 71.0 0.98 76.6 1.07 -5.4 0.40
Control SCT 275 1.25 RM 2020 2 91.8 0.53 58.4 0.55 59.7 0.37 -32.1 -0.16 agua/aditivo SCT 275 1.25 RM 2020 2 85.6 0.84 71.2 1.08 77.6 1.49 -8 0.65
ML-200 Control NLS 200 0.75 NHS 300 1.5 93.0 0.74 59.0 0.52 59.9 0.51 -33.1 -0.23 Caso 3 agua/aditivo NLS 200 0.75 NHS 300 1.5 88.4 0.91 72.2 1.13 79.0 1.18 -9.4 0.27
Control DSX 1514 0.5 DSX 3075 1.5 93.2 0.59 n/a n/a 60.6 0.48 · -32.6 -0.11 agua/aditivo DSX 1514 0.5 DSX 3075 1.5 85.6 1.09 n/a n/a 80.4 1.24 ' -5.2 0.15
Tabla 3 KU ICI ? Antes de la ? 1 hr Después ? 24 Hrs. Después ??
Resina Tinción de la tinción de La Tinción Nombre Conc . Nombre Conc. ICI ICI ICI ICI % en % en (KU) (P) (KU) (P) (KU) (P) peso peso Control RM 825 1.0 RM 2020 NPR 5 107.8 1.56 n/a n/a 74 1.25 -33.8 -0.31. agua/aditivo RM 825 1.0 RM 2020 NPR 5 111.4 1.76 n/a n/a 91.2 1.94 -20.2 0.18
Control SCT 275 1.3 RM 2022 NPR 5 111.8 1.35 n/a n/a 73 0.88 -38.8 -0.47 agua/aditivo SCT 275 1.3 RM 2020 NPR 5 115.1 1.84 n/a n/a 91.6 1.98 -23.5 0.14
130 Control NLS 200 1.0 NHS 300 3.2 96.8 1.02 n/a n/a 59.6 0.29 -37.2 -0.73 Caso 4 agua/aditivo NLS 200 1.0 NHS 300 3.2 115.8 1.18 n/a n/a 81.3 1.18 -34.5 0.00
Control DSX 1514 0.55 DSX 3075 3.2 103.4 0.66 n/a n/a 66.1 0.42 -37.3 '. -0.24 agua/aditivo DSX 1514 0.55 DSX 3075 3.2 107.4 0.90 n/a n/a 82.5 1.03 -24.9 0.13
En otra modalidad para resinas de partículas pequeñas menores a 200 nm, el polímero ABLBA puede ser visado como un espesante asociativo de bajo esfuerzo cortante, junto con un espesante asociativo de alto esfuerzo cortante, mientras que también proporciona estabilización del color. La Tabla 4 compara los resultados en dos pinturas de resina de partícula pequeña usando el polímero de 2-hexil-decilo/EO (50) enlazado con HDI en las cantidades mostradas en la tabla. Para comparación, se usa un espesante de bajo esfuerzo cortante comercial, DSM XK-90. El colorante es Colortrend 888 Lampblack usado en 12 onzas (0.355 1) por galón (3.785 1) de pintura. Por usar los polímeros ABLBA estabilizantes como un espesante asociativo de esfuerzo cortante bajo (25% de activos en la mezcla agua : butilcarbitol ) , la pérdida de viscosidad ante tinción es reducida drásticamente. Para una formulación de pintura la cual tiene una resina con un tamaño de partícula menor a 200 nm, un espesante asociativo de alto esfuerzo cortante y el polímero estabilizante ABLBA, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -15 unidades KU hasta 0 unidades KU. En una modalidad, la estabilidad de color y viscosidad puede estar en el intervalo de -10 unidades KU hasta 0 unidades KU.
Tabla 4 Antes de la tinción Después de la Tinción Alto Bajo ? Antes de la Tinción ? 1 Hr. Después ? Después de En esfuerzo esfuerzo de la Tinción la Tinción cortante cortante Formador Conc . Formador Conc. Stormer ICI Stormer ICI Stormer ICI Stormer ICI
Resina % en peso % en (KU) (P) (KU) (P) (KU) (P) peso 130 Rheolate 3.0 Aditivo 3.0 99.6 0.99 87.2 1.99 92.7 1.93 -6.9 0.94 350 RM 2020 NPR 4.0 Aditivo 3.0 89.7 1.08 n/a n/a 77.2 1.29 -12.5 ; 0.21
XK-90 RM 2020 NPR 3.0 RM 825 1.0 131.9 1.41 87.6 0.97 95 1.11 -36.9 -0.30
Rheolate 3.0 Aditivo 2.5 98.2 1.27 95.7 1.77 96 1.28 -2.2 0.01 350
La Tabla 5 compara el efecto del grupo diisocianato en la estabilización de un aditivo ABLBA donde A es 2-hexil- decanol y B es óxido de etileno el cual tiene 40 unidades EO. Se estudia el caso 1 de base de tinte profundo con Rheolate 255 sin/con aditivo estabilizante. Se usa el aditivo estabilizante en una concentración de 0.75 en peso. El colorante es Colortrend 888 Lampblack usado en 12 onzas (0.355 1) por galón (3.785 1) de pintura. Los datos muestran que el agente de copulación tiene impacto mínimo cuando se usa el polímero como un estabilizante en una pintura de látex de partícula grande. Tabla 5
HDI=diisocianato de hexametileno TMDI=diisocianato de trimetilhexametileno TMXDI= diisocianato de tetrametilxililo IPDI= diisocianato de isoforona La Tabla 6 muestra los resultados de la adición del estabilizante en base al dianhidrido benzofenona tetracarboxilico . El caso 1 de base de tinte profundo es estudiado con Rheolate 255 sin/con aditivo estabilizante. El aditivo estabilizante ABLBA en base al 2-hexil-decanol con 50 unidades EO en una concentración de 0.75% en peso. El colorante es Colortrend 888 Lampblack usado en 12 onzas (0.355 mi) por galón (3.785 1) de pintura. En este caso, el polímero ABLBA parece proporcionar ligeramente menos estabilidad de color y viscosidad que los polímeros enlazados de diisocianato lo cual puede ser debido al diácido en el producto . Tabla 6
BTD: dianhídrido tetracarboxilico benzofenona El ejemplo con BTD-A no tiene ningún exceso de la unidad AB de peso molecular bajo (etoxilato de alquilo) mientras que el BTD-B tiene aproximadamente 10% de unidad AB 10% residual con el agente de enlace. La presencia de la unidad AB no reaccionada disminuye la estabilización de color. Las tablas 7 y 8 demuestran el efecto del hidrófobo y peso molecular de etoxilato (de la Tabla 1) , donde los etoxilatos de alquilo, de la tabla 1, son enlazados por HDI. En estos ejemplos, el caso 2 de pintura de látex es espesado con Rheolate 255 (3%) con y sin aditivos. La concentración de aditivo es 0.75%. El colorante es Colortrend 888 Lampblack usado en 12 onzas (0.355 1) por galón (3.785 1) de pintura.
Tabla 7 Ejemplo Antes de la Después de la Tinción Tinción AKU AICI (KU) ICI (P) (KU) ICI (P) 1 95 3.2 84.3 2.8 -10.8 -0.4
4 93 2.8 81.3 2.4 -11.7 -0.4
8 100.5 2.6 81.7 1.4 -18.8 -1.2
9 97.9 2.6 87.5 1.3 -10.4 -1.3
Control 101.7 1.9 67 0.8 -34.7 -1.1
Tabla 8 Ejemplo Antes de La Después de la Tinción Tinción AKU AICI (KU) ICI (P) (KU) ICI (P) CONTROL 96.2 1.33 74.2 1.48 -22 0.15
7 105.4 2.05 105.2 2.52 -0.2 0.47
6 99.8 1.8 91.5 1.94 -8.3 0.14 3 94 1.48 82.5 2.3 -11.5 0.82
2 100 2.08 95.3 2.16 -4.7 0.08 Como se observa en las Tablas 7 y 8, la estructura y peso molecular del polímero estabilizante tienen un efecto en la reología de la pintura y el efecto estabilizante. Los polímeros ABLBA en base a los componentes A los cuales son compuestos alifáticos de cadena lineal, ramificada o alifático cíclico todos proporcionan estabilización de color y viscosidad. Los pesos moleculares AB superiores llevan a construcción de viscosidad en la pintura base. La longitud del hidrófobo es también importante donde las longitudes más cortas reducen la viscosidad de pintura base. Adicionalmente, la viscosidad de bajo y alto esfuerzo cortante pueden ser influidos en forma diferente en base a la estructura. La Tabla 9 y la Figura 1 ilustran el efecto de la concentración de aditivo de estabilización en el grado de cambio de viscosidad ante adición del colorante. En estos ejemplos, el caso 2 de pintura de látex es espesado con Rheolate 255 (3%) con y sin aditivos. La concentración de aditivo es 0.75%. El colorante es Colortrend 888 Lampblack usado en 12 onzas (0.355 1) por galón (3.785 1) de pintura. Los datos muestran que la cantidad de estabilización de viscosidad es proporcional a la cantidad de estabilizador, incrementar la cantidad de polímero de estabiliización ABLBA disminuye el efecto del colorante en la viscosidad de la pintura . Tabla 9
La presente descripción puede ser ejemplificada en otras formas especificas sin alejarse del espíritu o atributos esenciales de la invención. Por consiguiente, se debe hacer referencia a las reivindicaciones anexas, más que la especificación mencionada anteriormente, como que indican el alcance de la descripción. Aunque la descripción mencionada anteriormente es dirigida a las modalidades preferidas de la descripción, se indica que otras variaciones y modificación serán aparentes a aquellas expertos en la técnica, y pueden ser hechos sin alejarse del espíritu o alcance de la descripción.