MX2011004862A - Emulsion de cera para uso en productos de construccion. - Google Patents

Abstract

Se describe una emulsión de cera acuosa, que comprende agua, un hidrocarburo parafínico, alcohol de polivinilo y un componente de cera que comprende el componente de cera de olefina sintético. El componente de cera de olefina sintético se puede seleccionar del grupo que consiste de (i) una cera de a-olefina normal sintética, (ii) una cera de olefina sintética de una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 o más átomos de carbono, que es modificada por oxidación y/o refinamiento a través de la destilación o extracción, y (iii) combinaciones de las mismas. Tales emulsiones son útiles para las composiciones de yeso asentables y paneles de yeso. También se describe un sustituyente de cera montana para uso en una emulsión acuosa basada en cera montana.

Description

EMULSION DE CERA PARA SU USO EN PRODUCTOS PARA LA CONSTRUCCION Referencia Cruzada a la Solicitudes Relacionada Esta solicitud reivindica el beneficio bajo 35 U.S.C. §119(e) para la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense No. 61/112,468, presentada el 7 de noviembre de 2008, la descripción completa de la cual se incorpora en este documento por referencia.

Campo de la Invención La presente invención consiste en una emulsión de cera que proporciona excelentes propiedades de resistencia a la humedad para su uso en materiales de construcción sin requerir el uso de la cera de lignito.

Antecedentes de la Invención Ceras naturales y sintéticas se utilizan en muchas industrias. Tales emulsiones de cera son conocidas para su uso en productos dentro de la industria, productos del edificio, principalmente en paneles de yeso para la impermeabilización y en tableros de fibra orientada. Entre las ceras naturales utilizados en la industria de la construcción de productos, particularmente para paneles de yeso resistente al agua, cera de lignito es frecuente. Cera de lignito es una cera de lignito, incluyendo componentes químicos formados de ácidos de alquilo de cadena larga y ésteres de alquilo que tiene la longitud de la cadena de aproximadamente 24 a 30 átomos de carbono. Además, lignito natural incluye ácidos de resina, politerpenos y algunos alcoholes, cetona y otros hidrocarburos, tal que no es una cera "pura". El número de saponificación de lignito, que es una cera de saponifiable, es aproximadamente 92 y su punto de fusión es aproximadamente 80°C. Cera de lignito mientras que altamente eficaz tiene sus inconvenientes, ya que no siempre es suficientemente pura y como una cera natural, tiende a tener algunas inconsistencias en la formulación y lo más importante, sólo está disponible en cantidades limitadas a partir de una fuente natural que se genera principalmente en Alemania, de tal manera que la cera es cada vez más cara y obtener un suministro adecuado se está convirtiendo en un problema para los fabricantes de emulsiones de tales cera.

Patente Estadounidense No. 5,437,722 describe una emulsión de composición y cera de yeso resistente al agua por lo tanto, que incluye un hidrocarburo de parafina, tiene un punto de fusión de aproximadamente 40°C a 80°C, aproximadamente 1 a 200 partes por peso de cera de lignito por 100 partes de hidrocarburos de parafina y aproximadamente 1 a 50 partes por peso de alcohol de polivinilo por 100 partes de hidrocarburos de parafina. El uso de cera de lignito en la emulsión de cera para panel de yeso resistente al agua ha sido muy eficaz y proporciona un rendimiento excelente, incluso en vista con los otros inconvenientes asociados con el uso de cera de lignito.

Además de cera de lignito, otras ceras derivados de la naturaleza son conocidas para su uso en diversas industrias e incluyen ceras de petróleo derivados de petróleo crudo tras su transformación, que incluyen cera macrocristalina, cera microcristalina, vaselina y cera parafina. La cera de parafina también es una cera natural derivados del petróleo y formado principalmente de aléanos de cadena lineal que tienen longitudes promedio de la cadena de 20-30 átomos de carbono.

También fuera del contexto de los productos de construcción, además de ceras que ocurren en forma natural, hay varias ceras sintéticos conocidas que incluyen cera de polietileno sintético de bajo peso molecular, es decir, los pesos moleculares de menos que aproximadamente 10,000 y polietilenos que tienen propiedades similares a la cera. Tales ceras pueden estar formadas por polimerización directa de etileno bajo condiciones adecuadas para controlar el peso molecular. Polietilenos con pesos moleculares en aproximadamente el intervalo de 2,000-4,000 son ceras y cuando en el intervalo de aproximadamente 4,000-12,000 convertido en resinas de cera.

Ceras de Fischer-Tropsch son ceras de polietileno producidos por una síntesis de polimerización particular, específicamente, una síntesis de Fischer-Tropsch (polimerización de monóxido de carbono bajo alta presión, alta temperatura y catalizadores especiales para producir hidrocarburo, seguido por destilación para separar los productos en combustibles líquidos y ceras). Tales ceras (ceras de hidrocarburo de tipos de microcristalina, polietileno, y polimetileno) pueden ser modificados químicamente, por ejemplo, oxidación de aire (para dar un número de ácido de 30 o menos y un índice de saponificación no inferior a 25) o modificado con anhídrido maléico o ácido carboxílico. Tales modificado de ceras son más fácilmente emulsionada en agua y pueden ser saponificados o esterificado. Otras ceras sintéticos conocidos son a-olefinas polimerizadas. Se trata de ceras formadas de mayor a-olefinas de 20 o más átomos de carbono que tienen propiedades similares a la cera. Los materiales son muy ramificados con distribuciones de peso molecular extenso y con intervalos de puntos de fusión de aproximadamente 54°C a 75°C con pesos moleculares de aproximadamente 2,600 a 2,800. Por lo tanto, las ceras difieren dependiendo de la naturaleza de la materia prima, así como la polimerización o proceso de síntesis y estructura química resultante, incluidos el uso y el tipo de cualquier modificación química.

En el área de productos para la construcción la Solicitud de Patente Estadounidense No. 2007/0181035 A1 se dirige a una composición para su uso en la fabricación de paneles de fibra de densidad media (MDF). La composición tiene un componente para reducir la tensión superficial y mejorar la estabilidad dimensional para el uso de tableros de fibra orientada y MDF. Los agentes de tensión superficial están compuestos de hidrocarburo fluorados de dos a seis carbones o alcoxilatos de fenoles de alquilo o dioles de acetileno alquilados. Estos materiales se proporcionan para una composición con una combinación de cera de lignito con otras ceras, hidróxido de amonio por saponificación, agua y alcohol de polivinilo. Ceras no saponifiable pueden utilizarse en esta composición, incluyendo la parafina y escala o cera de parafina (que es derivado de petróleo). Ceras saponificables que pueden utilizarse incluyen cera de lignito, cera de petróleo y ceras naturales diferentes.

Solicitud de Patente Estadounidense No. 2007/0245931 A1 describe el uso de fenoles de alquilo en emulsiones para paneles de yeso a prueba de agua. Los fenoles de alquilo son cadenas de hidrocarburo de cadena larga que tiene un anillo fenolado de cadena de larga de 24-34 átomos de carbono. La publicación describe el uso de ácido ligninsulfónico y sulfato de magnesio. Los componentes de cera pueden ser combinaciones de parafina y lignito. La patente reivindica que las composiciones son estables sin el uso de almidón como en anterior Patente Estadounidense No. 6,663,707 del mismo inventor. La cera utilizada en la composición puede ser diferentes ceras comercialmente conocidas que tiene un punto de fusión de entre aproximadamente 120°F (48.9°C) a 150°F (65.6°C) con baja volatilidad y un peso molecular alto con longitudes de cadena de carbono de 36 ó superior. El componente de cera de hidrocarburo incluye ceras conocidas en el campo de las mezclas de yeso.

En la Patente Estadounidense 6,890,976 describe una emulsión acuosa para productos de yeso con cera de hidrocarburo, polímero del injerto de poliolefina con anhídrido maléico y alcohol de polivinilo y/o acetato. El material maléico modificado es conocido como FLOZOL®. La cera de hidrocarburo puede ser parafina o una cera de polietileno, cera de hidrocarburo adherente o combinaciones de los mismos. La cera también puede ser un éster de cera sintético o una cera ácido. El copolímero de injerto de poliolefina con anhídrido maléico es un copolímero de injerto de cadena de 50-500 de carbono, que cuando proporciona a la emulsión de cera se describe como proporcionar repelencia al agua mejorada para un producto final de yeso.

Solicitud de Patente Estadounidense No. 2004/0083928 A1 describe una suspensión, en lugar de una emulsión, de diferentes ceras en agua que se mezcla directamente con yeso. Al describir las ceras, las suspensiones pueden incluir cera de polietileno, hidrocarburo adherente y otras ceras así como combinaciones de cera.

Patente Estadounidense 7,192,909 describe el uso de cera de poliolefina en una aplicación fuera del área de productos para la construcción, que es como un lubricante para plásticos de procesamiento, específicamente para PVC. Las ceras se describen como homopolímeros y copolímero de diversas a-olefinas que tienen que han sido modificados en una manera polar (oxidado) o rallado con reactivos polares. Se puede utilizar solo o en combinación con otras ceras, por ejemplo, ceras de lignito, derivados de ácidos grasos o parafinas.

Solicitud Estadounidense No. 2006/0196391 describe el uso de triglicéridos en emulsiones, y se observa que la técnica anterior ha hecho uso de ceras de petróleo y ceras sintéticos tal como ceras Tropsch Fischer y de polietileno, que han sido utilizados con propósitos similares a los de la invención de la Solicitud 2006/0196391 con resultados mixtos.

Varios tipos de a-olefinas y otras ceras sintéticos olefínicos son conocidos dentro de la categoría extensa de ceras, como son ceras modificadas químicamente y se han utilizado en una variedad de aplicaciones, fuera del área del panel de yeso resistente al agua. Son de una gran variedad y varían en estructura de contenido y química. Como se observo anteriormente, los productos de panel de yeso resistente al agua generalmente usan parafina de cera de lignito en una formulación solo o en combinación con otros u otras ceras parafínicos o sintéticos como se describió anteriormente en las referencias de patentes ejemplares mencionadas. Mientras que diferentes ceras y sustitutos de cera se han utilizado y probado en el área de productos para la construcción de emulsiones de cera en general, en particular en algunos casos con un objetivo hacia la búsqueda de un sustituto adecuado para uso de cera de lignito, las ceras, se han adoptado hasta la fecha no incluyen ceras normales de ci-olefinas y ceras a-olefinas oxidada.

Hay una necesidad en la técnica para el desarrollo continuo de las emulsiones de cera para uso en productos para la construcción, tales como composiciones de yeso resistentes al agua y tableros de fibra orientada, así como el deseo de encontrar sustitutos para el costoso uso de la cera de lignito, que es en cantidades limitadas y puede tener inconsistencia, debido a su fuente natural, sin dejar de ofrecer las propiedades de impermeabilización mismo y las propiedades deseadas de la emulsión de cera de lignito.

Breve Descripción de la Invención La presente invención incluye una emulsión acuosa de cera que comprende: agua, un hidrocarburo parafínicos y un componente de cera que comprende componentes de cera de olefinas sintético, en donde se selecciona el componente de cera de olefinas sintético del grupo que consiste de (i) una cera sintético a-olefinas normal; (ii) una cera de olefinas sintético de una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 ó más átomos de carbono, que se modifica por oxidación y/o refinado a través de la destilación o extracción; y (iii) combinaciones de los mismos. El componente de cera de olefinas sintético puede ser la cera de olefinas sintético (ii) tener una longitud de cadena de carbono de al menos 28, más preferiblemente al menos 30. El componente de cera de olefinas sintético puede ser también la cera de olefinas sintético (ii) y comprende una mezcla de uno o más de (a) una olefinas tiene una cadena de carbono de aproximadamente 28 a aproximadamente 54 átomos de carbono; (b) uno o más componentes seleccionados de un aldehido, una cetona, un ácido carboxílico y un éster carboxílicos; y (c) un dimero preparado de olefinas que tiene longitudes de cadena de carbono de aproximadamente 28 a aproximadamente 54 para tener longitudes de cadena de carbono de dimero de aproximadamente 65 a aproximadamente 108.

En una modalidad, el componente de cera puede además comprender además cera de lignito en una mezcla con el componente de cera de olefinas sintético o estar presente en una mezcla del componente de cera de olefinas sintético con uno o más de los siguientes componentes: cera de carnauba natural o sintético, cera de palma, cera de Fischer-Tropsch, un alqueno polimérico y una cera polietileno oxidada. En otra modalidad, el componente de cera de olefinas sintético es de aproximadamente 1 por ciento a aproximadamente 100 por ciento del componente de cera, preferiblemente aproximadamente 20% a aproximadamente 80% del componente de cera, más preferiblemente aproximadamente 30 por ciento a aproximadamente 70 por ciento del componente de cera y más preferiblemente aproximadamente 40 por ciento a aproximadamente 60 por ciento del componente de cera. En una modalidad adicional, la emulsión puede comprender un agente saponificante. El agente saponificante puede ser un metal alcalino, tal como el hidróxido de potasio. La emulsión también puede incluir al menos uno de un dispersante y un tensioactivo. Tales dispersantes preferiblemente comprenden azufre o un grupo que contienen azufre y pueden ser, por ejemplo, lignosulfonato. En una modalidad preferida en el presente documento, los hidrocarburo parafínicos es una cera de parafina, que tiene un punto de fusión de aproximadamente 40°C a aproximadamente 80°C.

En aún modalidades adicionales, la emulsión comprende además un estabilizador, tal como, por ejemplo, alcohol de polivinilo, que puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 20 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo de parafina. Además, el alcohol de polivinilo es preferiblemente aproximadamente 97% a aproximadamente 100% alcohol de polivinilo hidrolizado.

La invención también incluye una composición de yeso configurabie adecuada para la formación de un producto de yeso resistente al agua que comprende: a) 100 partes por peso de yeso y b) aproximadamente 0.5 partes a aproximadamente 20 partes, por peso, de sólidos de emulsión, por 100 partes, por peso, de yeso, de una emulsión acuosa que comprende: i) agua; ii) un hidrocarburo parafínicos; y iii) un componente de cera que comprende el componente de cera de olefinas sintético, en donde el componente de cera está presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 200 partes, por peso, por 100 partes del hidrocarburo parafínicos. El componente de cera de olefinas sintético puede ser como anteriormente es descrito. En una modalidad, la emulsión comprende además alcohol de polivinilo, que puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 50 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo de parafina. En una modalidad preferida en el presente documento, el alcohol de polivinilo puede ser aproximadamente 97% a aproximadamente 100% alcohol de polivinilo hidrolizado.

La invención incluye además un tablero de yeso resistente al agua que comprende una composición fija del tipo de composición de yeso conocido anteriormente en el presente documento. En una modalidad adicional, el tablero puede tener un núcleo intercalado entre un par de cubiertas, en donde el núclso comprende una composición definida del tipo de composición de yeso conocido anteriormente en el presente documento.

La invención incluye además un método de fabricación de un tablero de yeso resistente al agua que comprende: a) formando una mezcla de: i) 100 partes por peso de yeso; y ii) aproximadamente 0.5 partes a aproximadamente 20 partes, por peso, de sólidos de emulsión, por 100 partes, por peso, de yeso, de una emulsión acuosa que comprende: a. agua; b. un hidrocarburo parafínicos; y c. un componente de cera que comprende un componente de cera de olefinas sintético, por una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 200 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo parafínicos de; b) formando la mezcla en una estructura; y c) la estructura mientras que permite la hidratación del yeso para formar un panel de yeso seco. El componente de cera de olefinas sintético puede ser como anteriormente es descrito. En una modalidad, la estructura puede ser un montaje y el método puede comprender además colocar una capa de la mezcla en un revestimiento primero, disponer un revestimiento segundo sobre la capa en contra de la relación con el primer revestimiento para formar el montaje de la primera y el segundo revestimiento con la capa intercalada entre ellos. En una modalidad adicional de la invención, la emulsión comprende además alcohol de polivinilo, que puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 50 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo de parafina.

También en el ámbito de la invención el sustituto de cera de lignito para uso en una emulsión de cera de lignito acuosa que comprende una base de hidrocarburo parafínicos, un componente de cera, agua y alcohol de polivinilo, en donde el componente de cera comprende el sustituto de cera de lignito y el sustituto de cera de lignito comprende un componente de cera de olefinas sintético seleccionado del grupo que consiste de (i) una cera a-olefinas normal sintético; (ii) una cera de olefinas sintético de una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 o más átomos de carbono, que se modifica por oxidación y/o refinado a través de la destilación o extracción; y (iii) combinaciones de los mismos.

Descripción Detallada de la Invención Los solicitantes en el presente documento, después de un búsqueda significativa para un sustituto de cera de lignito adecuado sorprendentemente han encontrado que tal sustituto podría incluir un componente de cera de olefinas sintético no previamente aprobado para su uso en el área de productos para la construcción y funciona excepcionalmente bien en una emulsión de cera para productos para la construcción para proporcionar buenas propiedades resistente al agua, mejor capacidad de suministro y costo reducido. Así, tales componentes de cera de olefinas sintético pueden ser excelente sustitutos de cera de lignito.

Tales materiales incluyen un componente de cera de olefinas sintético que incluyen preferiblemente ceras a-olefinas sintética, tal como ceras a-olefinas normal y/o ceras de olefinas sintéticos como se describen en el presente documento. Se suministran materiales útiles dentro de esta categoría general y disponible desde, por ejemplo, Chevron Phillips Chemical Company LP, The Woodlands, TX bajo el nombre modificado 30 + HA Wax (CAS No 1003863-31-7; produc Numbers 0001103509 and 0001103513). Otros materiales preferidos para tales emulsiones de cera para productos para la construcción, tales como paneles de yeso resistente al agua se describen como depresores del punto de verter preferido de formulaciones de hidrocarburo tal como aceites en la Publicación Estadounidense No. 2007/0095723 A1 de Chevron. Esta publicación describe varios tipos de depresores del punto de verter posible y ceras de olefinas sintético señala para uso en el presente documento son las que se forman como secuencias de olefinas de oligomerización de etileno, la aparición de grietas de ceras pesados (Tropsch Fischer ceras) y mezclas de parafinas y olefinas, así como ceras de a-olefinas normal y ceras oxidadas.

Las más preferidas son las ceras de olefinas sintético y más particularmente a aquellos que están formadas de una mezcla de: olefinas que tienen una longitud de cadena de aproximadamente 28 a aproximadamente 54 átomos de carbono; uno o más de los siguientes materiales en cualquier o ambas formas saturados e insaturados: aldehidos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres; y dímeros preparados de olefinas que tienen longitudes de cadena de carbono de aproximadamente 28 a aproximadamente 54 así como para tener longitudes de cadena de carbono dímero de aproximadamente 65 a aproximadamente 108.

La descripción de 2007/0095723, describe a tal depresores de punto verter ceras de olefinas sintéticos, ceras de a-olefinas normal y ceras oxidadas se incorpora en la parte relevante de este documento por referencia. Derivados de a-olefinas Chevron con números de carbono por encima de 20 son designados por Chevron para utilizar como depresores del punto de verter. Chevron también señala que tales fracciones de cera son capaces también a ser modificados químicamente. Preferido entre la clase de Chevron de olefinas sintéticos son a-olefinas de longitudes de cadena de carbono de por lo menos aproximadamente 20, más preferido son los aproximadamente 26 a aproximadamente 28 y superior y más preferidos son los de longitud de cadena 30 +, que puede utilizarse como depresores del punto de verter en la técnica, y materiales sintéticos de a-olefinas de aproximadamente 26 átomos de carbono o más, incluyendo tales materiales después de modificación química. Todos los anteriormente descritos tales materiales están dentro del ámbito del "componente de cera de olefinas sintético" como que el término se utiliza en el presente documento.

Las ceras de a-olefinas normal sintético y ceras de olefinas sintético utilizadas en el componente de cera de olefinas sintético en el presente documento, solo o en diversas combinaciones de los mismos, preferiblemente son de longitud de cadena de carbono de al menos aproximadamente 20, más preferiblemente al menos aproximadamente 26 y más preferiblemente al menos aproximadamente 30 átomos carbono o más, son también preferiblemente modificado por oxidación y/o estrechamiento de la distribución de peso molecular para refinar la cera por diversas técnicas conocidas en la técnica o a desarrollarse tal como varios técnicas de extracción, técnicas de destilación y similares y más preferiblemente oxidante y refinación. Incluso más preferiblemente pueden ser ceras de olefinas sintéticas formadas a partir de mezclas de olefinas, saturadas y cetonas insaturadas, aldehidos, ácidos carboxílicos y/o ésteres y dímeros olefínicos, como se indicó anteriormente.

Tienen materiales preferidos tales compuestos se incluyen dentro de emulsiones de cera naturales igual o similar a los ya utilizados en los materiales para la construcción, la técnica que se basan en cera de lignito y estos materiales pueden ser utilizados como sustitutos funcionales para ceras de lignito o para otros sustitutos de cera de lignito.

En la preparación de emulsiones acuosas con las formulaciones de este documento, las emulsiones acuosas de la invención comprenden preferiblemente un hidrocarburo parafinico, un componente de cera olefinas sintético, y agua. Otros aditivos se pueden proporcionar, tal como los que convencionalmente utilizados en emulsiones para fines diferentes, incluyendo los emulsionantes para ayudar en la formación de la emulsión, incluyendo estabilizadores, tal como el alcohol de polivinilo (que se hidroliza preferiblemente al menos 98%), y otros materiales útiles que se conocen o a desarrollar para ayudar en la estabilización de la emulsión, agentes Teológicos, espesantes, compatibilizadores, colorantes, cargas, conservantes, agentes de saponificación, dispersantes, tensioactivo, y similares.

La cera parafinico puede ser cualquier cera de parafina adecuada que funciona compatible con la cera de olefinas sintético y la emulsión de cera resultante, y que tiene preferiblemente un punto de fusión de aproximadamente 40°C a aproximadamente 80°C, las propiedades que son favorables para la fabricación de paneles resistente al agua, aunque para otros productos de la construcción de aplicaciones tal como por tableros de fibra orientada, otras ceras de parafina se puede utilizar también.

En la preparación de la emulsión en este documento, mientras que se basa en un sustituto de cera de lignito, el componente de cera de la emulsión puede incluir cera de lignito opcional u otro sustituto de cera de lignito adecuado tal como los mencionan en otra parte en el presente documento en los Ejemplos, incluyendo cera de carnauba natural, Palma cera, cera de Fischer-Tropsch , cera de polietileno, cera de polietileno oxidada, alquenos poliméricos y sus derivados, siloxanos (con y sin catalizadoras u otros aditivos que se conocen por su uso como sustituto de formulación de cera resistente al agua para preparar paneles de yeso resistente al agua como se describe en Publicación de Patente Estadounidense No. 2006-0035112-AI, por ejemplo), lignito blanqueado o refinado y cera de carnauba sintético y similares, en una mezcla con el componente de cera de olefinas sintético, en donde tales mezclas pueden ser de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 1:99 componente de cera de olefinas sintético a otro sustituto cera de lignito o cera de lignito, más preferiblemente aproximadamente 80:20 a aproximadamente 20:80, aún más preferiblemente aproximadamente 70:30 a aproximadamente 30:70, y más preferiblemente 60:40 a 40:60, proporcionada la formulación no es 100% lignito. El componente de cera de olefinas sintético (o mezcla de cera de olefinas sintético con cera de lignito u otro sustituto de cera de lignito) preferiblemente se incluye en la formulación de una cantidad total de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 200 partes, preferiblemente aproximadamente 1 parte a aproximadamente 50 partes, por peso, por 100 partes de hidrocarburo parafínicos.

En una modalidad preferida, se proporciona un estabilizador para la emulsión. Preferiblemente, el estabilizador es alcohol de polivinilo o un material similar y preferiblemente un alcohol de polivinilo que es preparado por hidrólisis de acetato de polivinilo y preferiblemente es un alcohol de polivinilo hidrolizado sustancialmente completamente o plenamente. Más preferiblemente es al menos aproximadamente 90% alcohol de polivinilo hidrolizado y más preferiblemente alcohol de polivinilo hidrolizado 97% a 100%. Más preferiblemente los alcoholes de polivinilo utilizados son solubles en agua a temperaturas elevadas de aproximadamente 60°C a aproximadamente 95°C, pero son insolubles en agua fría. El alcohol de polivinilo puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 50, preferiblemente aproximadamente 1 parte a aproximadamente 20 partes, por peso, por 100 partes de cera parafinico. El alcohol de polivinilo puede mejorar la resistencia al agua.

El agua utilizada para preparar la emulsión acuosa se utiliza generalmente en una cantidad de aproximadamente 35% a aproximadamente 80%, preferiblemente aproximadamente 50% a aproximadamente 65%, por peso, de la emulsión.

Emulsionantes adecuados para su uso en la emulsión de la invención incluyen los tensioactivo no iónicos, tal como etanoles alquilfenooxipoli (etilenoxi), esteres de ácido graso de sorbitan y esteres de ácido graso de sorbitan de polioxietileno y tensioactivo aniónicos tal como ácidos grasos saponificados y, si se utiliza, se puede presentar en una cantidad de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 5%, por peso, de la emulsión. Otros emulsionante generalmente conocido o a ser desarrollado que son útiles en cera de emulsiones y que no tienen un efecto perjudicial sobre la formulación puede ser utilizado.

Agentes saponificante adecuados para su uso en la emulsión de la invención incluyen metales alcalinos, preferiblemente hidróxido de potasio, hidróxido de amonio, sulfato de magnesio, hidróxido de sodio o un material similar y más preferiblemente hidróxido de potasio. Saponificado pueden estar presentes en una cantidad no superior que aproximadamente 5% de peso de la emulsión, preferiblemente no superior aproximadamente 2% del peso y más preferiblemente aproximadamente 0.01% del peso a aproximadamente 1% del peso. Otros agentes saponificante conocidos o a ser desarrollado que se conoce que son útiles en emulsiones de cera pueden utilizarse también.

Pueden utilizar dispersantes o tensioactivo de tipos conocidos en la técnica. Los dispersantes preferidos, incluyen, pero no se limitan a los que tienen un azufre o un grupo que contienen azufre en el compuesto tal como ácidos sulfónicos (R-S( = 0)2-OH) y sus sales, en donde los grupos R pueden ser de otro modo funcionalizados con grupos hidroxilo de unión, carboxilo u otros útiles. Los preferidos son los compuestos de mayor peso molecular del ácido sulfónico, tal como el ácido lignosulfónico, ácido sulfónico naftaleno, las sales de sulfonato de estos ácidos y versiones derivadas o funcionalizados de estos materiales. Además, otros dispersantes conocidos en la técnica para uso en emulsiones de cera, tales como sulfato de magnesio; amonio molibdato hepta combinaciones de almidón; tensioactivo no-iónico, tensioactivo iónicos, tensioactivo bipolares y mezclas de lo mismo; y pueden utilizarse alquilo arcilla montmorillonita de amonio cuaternario, así como otros dispersantes conocidos. Los materiales similares también se pueden usar en este documento, siempre y cuando sean compatibles y funcionen bien con los componentes de la formulación.

Los dispersantes y/o tensioactivo están preferiblemente presentes en una cantidad de aproximadamente 0.01% por peso a aproximadamente 2% por peso de la emulsión de cera, y preferiblemente aproximadamente 0.1% a aproximadamente 2% por peso de la emulsión cera.

En un método de fabricación de la emulsión acuosa, el hidrocarburo parafínicos y el componente de cera de olefinas sintético (u otras ceras mezcladas) cada uno se calienta en estado fundido y, a continuación, se mezclan. Una solución acuosa caliente de alcohol de polivinilo que contiene los emulsionantes, estabilizantes y otros componentes que pueden ser pasados con la mezcla caliente de las ceras a través de un molino coloidal y la emulsión resultante se deja enfriar.

Alternativamente, un homogeneizador se puede utilizar en lugar de un molino coloidal. Tales homogeneizadores puede ser el mismo tipo general de los equipos utilizados para homogeneizar la leche y otros productos. En tal método, una mezcla del componente de cera y los componentes emulsionante son alimentados bajo presión alta (normalmente aproximadamente 1500 psi a aproximadamente 3500 psi) para emulsionar las ceras y crear un tamaño de partícula más pequeño que es típicamente asociadas con el uso de un molino coloidal. Se entenderá que un experto en la técnica, basada en esta descripción que otros métodos de fabricación y tipos de equipo y procedimientos para la preparación de la emulsión puede utilizarse, como son conocidos o que pueden ser desarrollados en la técnica. La emulsión de la invención también fácilmente puede reformarse por agitación, en caso de que los componentes emulsionados de la emulsión separada en almacenamiento.

En la preparación de paneles de yeso utilizando esta emulsión, una mezcla acuosa del material de yeso está preparada. La emulsión acuosa de la invención se añade a la mezcla y mezclada con los purines en proporciones para proporcionar aproximadamente 0.5 partes por peso a aproximadamente 20 partes por peso de los sólidos de emulsión por 100 partes de yeso. Tales composiciones pueden variar de conformidad con los requerimientos de la formulación de yeso convencional en la técnica de fabricación de yeso. Otros ingredientes tales como agentes espumantes, dispersantes y aceleradores de conjunto pueden incluirse en la mezcla.

En la preparación de paneles de tal formulación de yeso configurable, la mezcla de mezcla de yeso y emulsiones de la invención puede aplicarse a una primera hoja del revestimiento del panel de yeso para formar una capa de la mezcla de yeso al respecto. Una segunda hoja de revestimiento, se puede disponer en la parte superior de la capa depositada para formar una estructura en la forma de un conjunto de paneles de yeso o en el que las hojas primera y segunda están en oposición, frente a la relación y tener la capa de la mezcla de yeso entre ellos. Alternativamente, se puede preparar la mezcla de yeso directamente en una estructura de paneles con menos revestimiento, utilizando métodos de fabricación de molduras de prensa en el lugar y técnicas similares, tales que hacen referencia a los paneles de yeso en el presente documento, no se restringe a los paneles de cubiertas de revestimiento. Sin embargo, se debe entender que cualquier técnica de fabricación para la fabricación de paneles, incluyendo una formulación de yeso es configurable en el ámbito de la invención descrita en este documento, tal como por ejemplo, fabricado de paneles de yeso con esteras de vidrio en las superficies exteriores en lugar de los revestimientos estándar.

La estructura resultante o montaje se puede entonces secar, tal como por horno de secado para eliminar el exceso de agua no necesaria para hidratación del yeso, para dejar los paneles de yeso terminado. Si se utilizan los revestimientos, pueden formarse de papel o pueden comprender de fibra de vidrio o de esferas de fibra orgánica también. Ahora se describirá la aplicación con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejem píos Un estudio comparativo se realizó entre varios sustitutos posibles de cera de lignito y utilizando un comercial estándar de formulación de cera de lignito como en la Tabla 1. En Tabla 2, se muestran varios Ejemplos de Inventiva 1-4 en comparación con un control de cera de Lignito que tiene los resultados como se muestra. En la Tabla 3, otros sustitutos potenciales comparativos de cera de lignito y se muestran los resultados que los acompañan .

Tabla 1 En estos ejemplos, se evaluaron diversos criterios y propiedades, específicamente % de la absorción de agua (que se midió con un ensayo de remojo de dos horas a 71°F (21.66°C)), viscosidad de purines (medido en segundos con una taza de Ford Número 4), viscosidad de formulación (viscosidad Brookfield estándar), pH y partículas de tamaño (medido utilizando un analizador y tomando la media volumétrica). El porcentaje de sólidos para las formulaciones se mantuvieron en un intervalo del objetivo estándar de aproximadamente 38 a aproximadamente 42 por ciento por peso. Además, se observó la estabilidad de la emulsión y espuma para las muestras diferentes. Las muestras fueron evaluadas como sustitutos potenciales o buenos de lignito y, con respecto a los criterios de evaluación para su uso en paneles de yeso resistente al agua, con agua absorción fue visto como un criterio importante (porcentajes de absorción preferido no mayor que aproximadamente 6% la absorción de agua y más preferido no mayor que aproximadamente 5%), así bien con respecto a los criterios de disponibilidad de costo y otros factores utilizados en la industria.

Después de evaluaciones de la muestra de diferentes ceras de olefinas sintético se obtienen de Chevron Phillips, varias muestras preferidas fueron seleccionadas para su uso en los Ejemplos inventivos en el presente documento. Entre los materiales preferidos fueron Chevron Phillips H1413-86-5 (utilizado en Ejemplos Inventivos 1 y 2) y Chevron Phillips H1413-91A (utilizado en el Ejemplo inventivo 3). Estos Ejemplos se muestran a continuación en la Tabla 2: Tabla 2 Propiedades Ejemplo Ejemplo Ejem pío Control /Criterio Inventivo 1 Inventivo 2 Inventivo 3 Aqualite® 70 PH 12.0 11.5 11.6 11.8 Tamaño de 4.2 3.7 2.9 3.5 partícula (µ) Absorción de 5.62/4.62 4.8/5.3 5.2/5.5 49 agua (%) Viscosidad 13.3 15.1 17.1 16.8 de la mezcla (sec) Tamaño de 16.5 17.5 15.00 17.0 la muestra Patty (cm) Estabilidad Bueno Bueno Bueno Bueno de la emulsión Estabilidad Bueno Bueno Bueno Bueno de la espuma Para evaluar el potencial de los sustitutos de lignito antes para encontrar el sustituto inventivo que se señaló en Tabla 2 y descrito en este documento, los solicitantes también hicieron importantes pruebas de otros sustitutos de lignito, potenciales incluyendo cera de carnauba (Carnauba T-3 y T-4), Fischer Tropsch cera de Sasol (Al y A28), refinada ceras de lignito (ceras blanqueadas) (Clariant® EMS, ESL and S waxes), palma cera (HP5401-C, HP5601-A) y Cera de palma oxidada (HPX OX-50) en comparación con formulaciones de control. La mayoría de los sustitutos comparativos potenciales funcionado razonablemente bien en combinación con cera de lignito, pero que no resuelve la necesidad de reemplazar completamente lignito. Algunos de estos materiales resultaron insuficientes en rendimiento (Cera de palma). Además, mientras que algunos se realiza bien con respetan a la absorción de agua, que resultaron ser sustitutos de un prohibitivo costo (cera de carnauba) y / o en suministro insuficiente o difícil para obtener (blanqueado lignito - mientras bueno es todavía el refinado de lignito) tal que no eran viables los sustitutos desde una perspectiva de fabricación. Del mismo modo, mientras que Sasol Fischer Tropsch waxes parecen tener un buen desempeño, que son de disponibilidad limitada y difícil para proceso. Ejemplos de las pruebas comparativas de los sustitutos de lignito potenciales se muestran a continuación en la Tabla 3: Con respecto a las emulsiones de cera elaborada con la cera de lignito sustituto de la inventiva en la forma de una cera de olefinas sintético, tales formulaciones realizan un equivalente o mejor que las muestras de control y presentan un bajo costo, fácil al proceso de formulación de cera que sirve como una emulsión de cera excelente basado en un sustituto de cera de lignito único.

Será apreciado por los expertos en la técnica que podrían hacerse cambios a las modalidades descritas anteriormente, sin apartarse del concepto amplio de la invención de la misma. Se entiende, por tanto, que esta invención no se limita a la descripción de las modalidades particulares, sino que se destina a cubrir las modificaciones dentro del espíritu y el alcance de la presente invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (33)

REIVINDICACIONES

1. Una emulsión de cera acuosa, que comprende: agua; un hidrocarburo de parafínicos; y un componente de cera que comprende un componente de cera de olefinas sintético, en donde el componente de cera de olefinas sintético se selecciona del grupo que consiste de (i) una cera de a-olefinas sintético normal; (ii) una cera de olefinas sintético de una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 o más átomos de carbono, que se modifica por oxidación y/o por refinado a través de la destilación o extracción; y (iii) combinaciones de los mismos.

2. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente de cera de olefinas sintético es la cera de olefinas sintético (ii) y tiene una longitud de cadena de carbono de al menos 28.

3. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el componente de cera de olefinas sintético es la cera de olefinas sintético (ii) y tiene una longitud de cadena de carbono de al menos 30.

4. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente de cera de olefinas sintético es la cera de olefinas sintético (ii) y comprende una mezcla de uno o más de (a) una olefinas que tiene una cadena de carbono de aproximadamente 28 a aproximadamente 54 átomos de carbono; (b) uno o más componentes seleccionados de un aldehido, una cetona, un ácido carboxílico y un éster carboxílicos; y (c) un dímero preparado de olefinas que tiene una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 28 a aproximadamente 54 así como para tener longitudes de cadena de carbono dímero de aproximadamente 65 a aproximadamente 108.

5. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente de cera comprende además cera de lignito en una mezcla con el componente de cera de olefinas sintético.

6. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente de cera es una mezcla del componente de cera de olefinas sintético con uno o más de cera de carnauba natural o sintético, Cera de palma, cera de Fischer-Tropsch, un alqueno polimérico y una cera polietileno oxidada.

7. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente de cera de olefinas sintético es de aproximadamente 1 por ciento a aproximadamente 100 por ciento del componente de cera.

8. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el componente de cera de olefinas sintético es de aproximadamente 20 por ciento aproximadamente 80 por ciento del componente de cera.

9. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el componente de cera de olefinas sintético es de aproximadamente 30 por ciento aproximadamente el 70 por ciento del componente de cera.

10. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el componente de cera de olefinas sintético es de aproximadamente 40 por ciento a aproximadamente 60 por ciento del componente de cera.

11. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 1, comprende además un estabilizador.

12. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el estabilizador es alcohol de polivinilo.

13. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el alcohol polivinílico está presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 20 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo de parafina.

14. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el alcohol polivinílico es aproximadamente 97% a aproximadamente 100% alcohol de polivinilo hidrolizado.

15. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 1, comprende además un agente saponificante.

16. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el agente saponificante es un metal alcalino.

17. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el metal alcalino es hidróxido de potasio.

18. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 1, comprende además que al menos uno de un dispersante y un tensioactivo.

19. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el dispersante compone azufre o un grupo que contienen azufre.

20. La emulsión de cera acuosa de acuerdo con la reivindicación 19, donde el dispersante es lignosulfonato.

21. La emulsión de cera acuoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los hidrocarburo parafínicos es una parafina de cera que tiene un punto de fusión de aproximadamente 40°C a aproximadamente 80°C.

22. Una composición de yeso configurable adecuada para formar un producto de yeso resistente al agua que comprende: a) 100 partes por peso de yeso; and b) aproximadamente 0.5 partes a aproximadamente 20 partes, por peso, de sólidos de emulsión, por 100 partes, por peso, de yeso, de una emulsión acuosa que comprende: a) de agua; ii) un hidrocarburo parafínicos; y III) un componente de cera que comprende el componente de cera de olefinas sintético, en donde el compuesto de cera está presente en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 200 partes, por peso, por 100 partes del hidrocarburo parafínicos.

23. La composición de yeso configurables de acuerdo con la reivindicación 22, en donde el componente de cera de olefinas sintético se selecciona del grupo que consiste de (i) una cera de a-olefinas normal sintético; (ii) una cera de olefinas sintético de longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 o más átomos de carbono, que se modifica por oxidación y/o por refinado a través de la destilación o extracción; y (iii) combinaciones de los mismos.

24. El composición de yeso configurables de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el componente de cera de olefinas sintético es la cera de olefinas sintético (ii) y tiene una longitud de cadena de carbono de al menos 30.

25. La composición de acuerdo con la reivindicación 22, que comprende además un estabilizador.

26. La composición de acuerdo con la reivindicación 25, en donde el estabilizador es alcohol polivinílico por una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 50 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo de parafina.

27. La composición de acuerdo con la reivindicación 26, en donde el alcohol polivinílico es aproximadamente el 97% a aproximadamente 100% alcohol de polivinilo hidrolizado.

28. Un tablero de yeso resistente al agua tiene un núcleo entre un par de cubiertas, un par de revestimientos, tal núcleo comprende una composición fija de reivindicación 22.

29. Un método de fabricación de un tablero de yeso resistente al agua que comprende: a) formando una mezcla de: i) 100 partes por peso de yeso; y ii) aproximadamente 0.5 partes a aproximadamente 20 partes, por peso, de sólidos de emulsión, por 100 partes, por peso, de yeso, de una emulsión acuosa que comprende: a. agua; b. un hidrocarburo parafínicos; y c. un componente de cera que comprende un componente de cera de olefinas sintético en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 200 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo parafínicos; b) formando la mezcla en una estructura; y c) la estructura mientras que permite la hidratación de los yesos para formar una pared de yeso seco.

30. El método de acuerdo con la reivindicación 29, en donde el componente cera de olefinas sintético en la mezcla se selecciona el grupo que consiste de (i) una cera de a-olef¡nas normal sintético; (ii) una cera de olefinas sintético de una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 o más átomos de carbono, que se modifica por oxidación y/o por refinado a través de la destilación o extracción; y (iii) combinaciones de los mismos.

31. El método de acuerdo con la reivindicación 29, en donde la estructura es un montaje y el método comprende además colocar una capa de la mezcla en un revestimiento primero, disponer un revestimiento segundo sobre la capa en contra de la relación con el primer revestimiento para formar el montaje de la primera y el segundo revestimiento con la capa intercalada entre ello

32. El método de acuerdo con la reivindicación 29, en donde la comprende además un alcohol polivinílico en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 50 partes, por peso, por 100 partes de tal hidrocarburo de parafina.

33. Un sustituto cera de lignito para su uso en una emulsión de cera basado en lignito acuoso que comprende un hidrocarburo parafínicos, un componente de cera, agua y alcohol de polivinilo, en donde el componente de cera comprende el sustituto de cera de lignito en una cantidad de aproximadamente 1 parte a aproximadamente 100 por ciento del componente de cera en la emulsión y el sustituto de cera de lignito comprende un componente de cera de olefinas sintético seleccionado del grupo que consiste de (i) una cera de a-olefinas normal sintético; (ii) una cera de olefinas sintético de una longitud de cadena de carbono de aproximadamente 20 o más átomos de carbono, que se modifica por oxidación o por refinado a través de la destilación o extracción; y (iii) combinaciones de los mismos.