MX2011006788A - Limpiador a base de agua para la limpieza de pinturas a base de solventes. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una emulsión de aceite en agua que comprende un solvente o una mezcla de solventes; agua; un emulsificante; opcionalmente un auxiliar estabilizante de la emulsión, como un tensoactivo, de preferencia aniónico, y opcionalmente un auxiliar de compatibilidad con pinturas, como un éster, una cetona o un alcohol.

Description

LIMPIADOR A BASE DE AGUA PARA LA LIM PIEZA DE PINTURAS A BASE DE SOLVENTES Campo de la Invención Esta invención se refiere a composiciones en emulsión de agua en aceite útiles para remover recubrimientos no acuosos que no han sido curados, tal como pintura con base en solventes, sin curar. Estas composiciones comprenden generalmente agua, por lo menos un solvente que tiene baja solubilidad en agua, por lo menos un emulsionante y por lo menos un tensoactivo diferente del por lo menos un emulsionante. La invención se refiere también a procesos para hacer y usar estas composiciones.

Antecedentes de la Invención Se conocen limpiadores para lavar la línea de pinturas de solvente para remover pinturas sin curar del equipo de entrega para aplicación de la pintura que se usa en los mercados automotriz, de muebles y de arquitectura. Típicamente, se usa un limpiador base solvente para remover una pintura anterior del equipo de entrega por rociado de pintura durante un ciclo de cambio de color haciendo circular el limpiador a través del equipo. Este proceso limpia el color de pintura base solvente anterior del aplicador de pintura y lo prepara para el siguiente color, evitando así problemas de continuación de color. La pintura base solvente que se limpia del equipo puede incluir resinas epoxi , resinas de poliéter, resinas de poliacrilato, resinas de poliuretano, resinas de poliéster, resinas de melanina y combinaciones de las resinas anteriores.

Los limpiadores de lavado de la línea de pinturas con base en solventes, aludidos también en la presente como purgas con base en solventes, se han usado en la industria durante varios años. Estos limpiadores son típicamente l íquidos que tienen solventes componentes como el mayor porcentaje, algunas veces en combinación con cera o espesantes. Ambas purgas de 100% de solvente y con base en solvente incluyen compuestos orgánicos volátiles (VOCs) que se evaporan rápidamente a la atmósfera. Un aspecto negativo referente al uso de limpiadores de lavado de la línea de pinturas con base en solvente o de 100% solvente ha sido la generación de VOCs. Las leyes estatales y federales limitan la cantidad de emisiones de VOC que pueden liberarse hacia el entorno. Cada instalación regulada debe cumplir con estas leyes y existe entonces una necesidad de limpiadores de lavado de línea de pinturas de baja emisión de VOC que proporcionen beneficios de limpieza comparables a los limpiadores de lavado de líneas de pintura de VOC mayores.

El enfoque gubernamental para control de las emisiones de VOC ha sido exentar ciertos solventes de los límites de las emisiones como "libre de VOC". Esto da al usuario la opción en algunos estados para substraer la porción en porciento en peso del solvente exento de la mezcla de purga de solventes lo que resulta en una emisión de VOC más baja por kilogramo de solvente usado. La presente invención mejora este enfoque mediante la reducción real del solvente orgánico total usado mediante la provisión de una composición de purga que contiene más agua, la cual no es un Compuesto Orgánico Volátil (VOC). La solución resultante proporciona una verdadera reducción en VOCs y una purga que en global es mejor para el entorno.

Los limpiadores de pintura que contienen agua son conocidos en la técnica, incluyendo limpiadores alcalinos con base en agua, soluciones con base en agua de varios productos químicos disueltos en agua y emulsiones con base en agua donde el agua es la fase continua con una fase orgánica discontinua tal como el solvente.

Los limpiadores alcalinos con base en agua se han usado para remover pintura con base solvente del equipo de aplicación . Las desventajas de estos limpiadores alcalinos incluyen ataque al equipo de entrega para aplicación de la pintura y disolución incompleta de la pintura. Los limpiadores alcalinos no han mostrado ninguna señal de solvatación realmente de la pintura, lo cual puede resultar en partículas residuales de pintura dejadas en las líneas de pintura después de la purga. En cuanto a la compatibilidad con la pintura, los limpiadores alcalinos con base en agua dejan cantidades suficientes de agua que contaminan el siguiente color de pintura que sigue, lo cual conduce a defectos en la pintura.

Otros removedores de recubrimientos con base en agua contienen típicamente en mayor cantidad agua, combinada con solvente y opcionalmente tensoactivo en la forma de soluciones de solvente en agua o emulsiones en las cuales el agua es la fase continua y el solvente es la fase discontinua (emulsión de aceite en agua). Cuando se aplica a un sustrato pintado o recubierto, estas composiciones pueden ablandar o disolver la pintura o el recubrimiento y llevarlo a tal condición que puede ser removido. Los solventes que se usan típicamente incluyen cloruro de metileno, espíritus minerales, tolueno, alcoholes, metil etil cetona y N-metilpirrolidona. Un problema con estos removedores de recubrimientos es que muchos de los solventes que se usan están clasificados como compuestos orgánicos volátiles (VOC) y como resultado su uso conduce a problemas de emisión al aire. La presente invención proporciona una solución para este problema.

Las emulsiones de solvente en agua, es decir emulsiones continuas de agua, son fáciles de hacer, pero tienden a generar una mayor cantidad de espuma. Estos tipos de emulsiones tienen una fase continua de agua y tienen problemas de solvencia similares que disuelven la pintura con base en solvente como lo hacen las fórmulas de limpieza alcalina con base en agua. La mayoría de las pinturas con base en solvente contienen solventes que no son solubles en agua. Cuando estas pinturas hacen contacto con el agua, la pintura y el agua se repelen entre ellas y la pintura tiende a caer en solución y pegarse dentro de las tuberías de los equipos de aplicación, el dispositivo de cambio de color y la tapa del aplicador de rocío o copa de campana. Estas partículas residuales de pintura dan como resultado defectos en el nuevo color.

Las microemulsiones son emulsiones que parecen soluciones claras translúcidas, pero tienen una fase continua distinta de ya sea agua o solvente. Es posible preparar una microemulsión termodinámicamente estable con una fase continua de solvente. Con el fi n de hacer esto, el sistema debe contener un alto porcentaje de solventes de acoplamiento solubles en agua que incrementan el costo de la composición e inciden negativamente en la acción de solvatacion del sistema hacia la pintura con base solvente. Las microemulsiones conocidas en la técnica no se desem peñan también como la i nvención descrita en la presente en la remoción o solvatacion de pintura con base solvente y son más costosas.

Con la presente invención , se proporciona una composición de emulsión de agua en aceite que es útil como un removedor de recubri mientos no acuosos, el uso de este removedor reduce la cantidad de volátiles emitidos en comparación con removedores de recubri mientos en emulsión de no agua en aceite de la técnica anterior y proporciona además las propiedades deseadas de remoción de recubri mientos.

Breve Descripción de la Invención La invención se refiere a una "emulsión de agua en aceite" que comprende: (A) un solvente o mezcla de solventes; (B ) agua; (C) un emulsionante; (D) opcionalmente un ad itivo para estabilidad de la emulsión , tal como un tensoactivo diferente de (C), de preferencia aniónico; y (E ) opcional mente un aditivo para compatibilidad con la pintura, tal como ésteres, cetonas, alcoholes. El aditivo para compatibilidad de la pintura puede ser aromático.

En la emulsión de agua en aceite, la fase continua es la fase de aceite, conocida también como la fase solvente, entendiéndose por aquellos de pericia en la técnica que significa una fase orgánica sustancialmente insoluble en agua. De manera deseada, la mezcla de solventes usada en la invención incluye materiales que tienen poca o ninguna solubilidad en agua. La fase de aceite o solvente es continua y dispersa en la misma como la fase discontinua es una fase acuosa. La fase de agua discontinua emulsificada está dispersa de manera estable en la fase solvente de manera que durante el uso en un entorno de trabajo de purga, las dos fases no se separan en capas y la emulsión no se invierte a una emulsión de solvente en agua, o también de aceite en agua.

En una modalidad, la composición es una emulsión de agua en solvente que tiene las siguientes propiedades: 1 ) Menos de 50 cps de viscosidad . 2) Valor de resistividad > que 10 K Ohmios. 3) Menos que, de preferencia en orden creciente, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 % en peso de solventes definidos como que tienen una solubilidad en agua mayor que 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 , 1 % en peso a 20°C.

En otra modalidad , la composición es una emulsión de agua en solvente que contiene un emulsionante (C) caracterizada por las siguientes propiedades: 1 ) emulsificadores que tienen la siguiente estructura de bloques: ABA - donde B es óxido de polipropileno que contiene 40 o más unidades repetidas - donde A es óxido de polietileno que contiene 20 o más unidades repetidas; y/o 2) emulsificadores que tienen la siguiente estructura de bloques: [(A)(B)]2(Y)[(A)(B)]2 - donde Y contiene grupos tetra-funcionales capaces de hacer cadenas alcoxiladas - donde A contiene unidades repetidas de óxido de polietileno - donde B contiene unidades repetidas de óxido de polipropileno (u óxido de polibutileno) que tienen más de 20 unidades repetidas por extremo de cadena.

En otra modalidad, la composición es una emulsión de agua en solvente, el solvente que es la fase continua, la composición que comprende: un emulsionante que tiene dos o más grupos hidrofóbicos que contienen más de 1 8 átomos de carbono por grupo, estando el grupo hidrofílico hecho esencialmente de unidades repetidas de óxido de etileno.

En otra modalidad, la composición es una emulsión de agua en solvente, que comprende: A. aproximadamente de 30% a 80% en peso de un solvente o una mezcla de solventes seleccionada de manera que - la presión de vapor del solvente o la mezcla de solventes es mayor que 0.1 mm de Hg a 20°C; - la composición de solvente o mezcla de solventes contiene menos que 20% en peso de un solvente o solventes que tienen una solubilidad en agua mayor que 10% en peso de agua en el solvente individual; B. aproximadamente de 20% a 75% en peso de agua; C. aproximadamente de 0.01 a 5% en peso de un emulsionante que tiene una solubilidad en agua menor que 1 0% en peso de agua; en donde la emulsión es una emulsión de agua en solvente que tiene una fase continua de solvente, dicha emulsión que tiene una resistividad mayor que 10 Kohmios medida a 20°C usando un Medidor de Resistividad Rhansburg y una viscosidad menor que 1 00 cps medida a 20°C.

Excepto en las reivindicaciones y los ejemplos operativos, o donde se indica expresamente de otra manera, todas las cantidades numéricas en esta descripción que indican cantidades de material o condiciones de reacción y/o el uso se deben entender como modificados por la palabra "aproximadamente" al describir el amplio alcance de la invención. Se prefiere generalmente la práctica dentro de los límites numéricos establecidos. También, en toda esta descripción, a menos que se establezca expresamente lo contrario: porciento, "partes de", y valores de proporción son en peso; la descripción de un grupo o clase de materiales según sea adecuada o preferida para un propósito dado en relación con la invención implica que las mezclas de solamente dos o más de los miembros del grupo o clase son igualmente adecuadas o preferidas; la descripción de constituyentes en términos químicos se refiere a los constituyentes en el momento de la adición a cualquier combinación especificada en la descripción o de generación in situ mediante reacciones químicas especificadas en la descripción y no excluyen necesariamente otras interacciones químicas entre los constituyentes o una mezcla una vez mezclada; la especificación de materiales en forma iónica implica adicionalmente la presencia de contra-iones suficientes para producir neutralidad eléctrica para la composición como un todo (cualesquiera contra-iones así especificados implícitamente deben seleccionarse de preferencia entre otros constituyentes especificados explícitamente en forma iónica, hasta el grado posible; de otra manera tales contra-iones se pueden seleccionar libremente, excepto para evitar contra-iones que actúen perjudicialmente para los objetivos de la invención); el término "pintura" incluye todos los materiales similares que puedan designarse mediante más términos especializados tales como primario, laca, esmalte, barniz, barniz de laca, capa superior y los similares; y el término "mol" y sus variantes pueden aplicarse a especies químicas iónicas y cualesquiera otras definidas por el número y tipo de átomos presentes, así como también a compuestos con moléculas bien definidas.

Descripción Detallada de Modalidades Preferidas La invención comprende, consiste de preferencia esencialmente de, lo más preferiblemente consiste de: una emulsión de agua en solvente que tiene una fase continua de solvente y una fase de agua discontinua, la emulsión que comprende: (A) por lo menos un solvente que tiene una baja solubilidad en agua ; (B) agua ; (C) por lo menos un emulsionante diferente de (A)-(B ); opcionalmente (D) por lo menos un aditivo para estabilidad de la emulsión , que comprende deseablemente por lo menos un tensoactivo diferente de (A)-(B ); y opcionalmente (E) por lo menos un ad itivo para compatibilidad de la pintura y/o estabilizador diferente de (A)-( D).

Solvente o mezclas de solventes útiles como el componente (A) de esta invención tienen una presión de vapor de solvente o de mezcla de solventes mayor que 0.1 mm de Hg a la temperatura de operación , una presión de vapor más preferida mayor que 0.4 mm de Hg a 20°C y una presión de vapor óptima mayor que 2.0 mm de Hg a 20°C. En general , los solventes de presión de vapor mayor tienen mayor energ ía cinética y solvatan a los pol ímeros orgánicos más rápido que aquéllos con propiedades termodinámicas similares, pero menores presiones de vapor. Para desviar el régi men de disolución más lento de solventes de baja presión de vapor, la emulsión continua de solvente puede calentarse. Las temperaturas adecuadas dependen de la presión de vapor global de la mezcla. Los intercambiadores de calor pueden usarse para calentar soluciones de emulsión típicas desde la temperatura ambiente hasta 27°C hasta 66°C, lo cual elevaría la presión de vapor de las mezclas de solventes y mejoraría el desempeño .

El solvente o mezclas de solvente adecuados usados para crear la fase de solvente de la emulsión tienen deseablemente un nivel de saturación de agua en solvente de menos de 1 0% en peso , un nivel más preferido de saturación de agua en solvente de menos de 5% en peso y un nivel ópti mo de saturación de agua de menos de 3% en peso . La mezcla de solventes usada puede estar basada en una mezcla que usa un solvente con un nivel de saturación de agua menor que 0% en peso mezclado con un solvente que tiene un nivel de saturación de agua mayor que 1 0% en peso . El nivel del solvente con un nivel de saturación de agua mayor que 1 0% en peso se mantiene de preferencia en menos de 1 0% en peso de la emulsión total o puede ocurrir un desempeño y estabilidad red ucidos. Los solventes con base aromática o alifática son útiles para bajar el nivel de saturación de agua de las mezclas de solventes que contienen solvente con pu ntos de satu ración de agua más altos.

El solvente o las mezclas de solventes tienen deseablemente un alto valor de resistividad cuando están en forma de emulsión. La emulsión conti nua de solvente tiene de preferencia un valor de resistividad mayor que 10 kilo-ohmios (Kohmios) medido como se conoce en la técnica usando un medidor de resistividad de Ransberg . Algunos sistemas de aplicación de pintura usan equipo para pintu ra electrostática que requiere más de 1 00 Kohmios con el fin de operar. Las mediciones de resistividad menores a 1 0 Kohmios de una emulsión continua de solvente de agua en solvente, de resulta generalmente en una pobre estabilidad de emulsión o inversión de emulsión a una emulsión continua de agua.

Los solventes adecuados pueden ser uno o más de los siguientes, que se pueden usar solos o en una mezcla de solventes que cumple los parámetros antes descritos: Aromáticos: Aromatic 100, xileno, tolueno, Aromatic 150, etil-benceno Cetonas: metil propil cetona, metil isobutil cetona, metil amil cetona, ciclohexanona, diisobutil cetona, metil isoamil cetona, metil etil cetona, acetona Acétales: acetato de isopropilo, acetato de n-butilo, acetato de isobutilo, acetato de etilo, acetatos de glicol éter, isobutirato de isobutilo Alifáticos: heptanos, hexanos, nafta vm&p, querosén, espíritus minerales Alcoholes: alcoholes amílicos, alcohol metil amílico, metanol , alcohol isopropílico, alcohol n-propílico, butanol , isobutanol, sec-butanol , etanol, solventes de glicol éter.

Algunos solventes que tienen más de 10% de solubilidad en agua estarían restringidos en la mezcla final de solventes para no exceder de 10% en peso de la porción de solvente de la mezcla. Los altos niveles de componentes solubles en agua tendrían a desestabilizar la emulsión y reducir el rendimiento mediante acoplamiento del agua en la fase solvente.

Generalmente, el componente (B) de agua puede ser cualquier fuente de agua ¡ndustrialmente aceptable, tal como agua de la llave. De manera deseable, el agua es desionizada o agua destilada.

Los emulsionantes (C) adecuados son aquéllos que proporcionan suficiente emulsificación del agua en la fase continua de aceite para establecer una fase de agua discontinua. Los emulsionantes adecuados son no iónicos y pueden contener grupos terminales funcionales de alcohol . Los grupos funcionales alcohol reducen los defectos de la pintura a partir de la purga residual en el sistema de aplicación de pintura que se incluye en pintura aplicada mediante reacción en la pintura. Los emulsionantes pueden formar principalmente emulsiones continuas de solvente y resisten la inversión de emulsión a emulsiones continuas de agua. El emulsionante no debe ser muy hidrofílico o la viscosidad de la emulsión será mayor que 30 cps y la migración de agua hacia la fase solvente aumentará resultando en menor resistividad de emulsión, pobre estabilidad y pobre rendimiento de limpieza.

En una modalidad , los emulsionantes son tensoactivos no iónicos y pueden ser varios copolímeros de bloque que tienen suficientes porciones hidrofóbicas para asociarse con la fase continua de aceite y suficientes porciones hidrofílicas para estabilizar las miscelas de la fase discontinua. Deseablemente, los copolímeros de bloque son polioles de poliéter que tienen un grupo alcohol terminal. En una modalidad preferida, un copolímero de bloques EO-PO-EO tiene suficientes unidades repetidas de óxido de propileno (PO) para solvatar en la fase de solvente externa y suficientes unidades repetidas de óxido de etileno (EO) para crear una asociación estable en la superficie de las miscelas de agua . La estructura de pol ímero EO-PO-EO restri nge la longitud del pol ímero que se disuelve en la fase solvente. Esto red uce los efectos de arrastre o interacciones intermoleculares para mantener la viscosidad baja aún a altos volúmenes de fase interna . Otra modalidad emplea copol ímeros de bloques PO-EO-PO que tienden a asociarse con la gotita de agua a la mitad de la molécula de pol ímero con las unidades repetidas hidrofóbicas que se extienden a la fase externa . Estos tipos de emulsionantes de pol ímeros hidrofóbico-hid rofílico-hidrofóbico tienen mayor enredamiento intermolecular que puede aumentar la viscosidad de la emulsión más por unidad de emulsionante que el tipo de pol ímero EO-PO-EO . El control de la viscosidad es importante para la utilidad comercial de los limpiadores de lavado de l ínea de pintura usados para remover pintu ra si n curar del equi po de entrega para la aplicación de la pi ntura. Ejemplos de emulsionantes adecuados incluyen Atlox® de Uniqema, también Tetronic® y Pluronic® de BASF.

Las emulsiones de agua en aceite de la invención pueden comprender también un aditivo (D) para estabilidad de la emulsión diferente de (A)-(C) anteriores, el cual estabil iza además la fase dispersa de agua en la emulsión . Generalmente, los tensoactivos iónicos se usan para este propósito siendo preferidos los tensoactivos aniónicos. La selección del tensoactivo depende de la mezcla final de solventes usados. Para las emulsiones basadas pri ncipalmente en solvente aromático , se prefieren dioctil sulfosuccinato de sodio o 2- etilhexil sulfosuccinato de sodio. La cantidad de aditivos tensoactivos aniónicos está deseablemente por debajo de 1 % en peso para evitar la inversión de la emulsión en una emulsión continua de agua y la migración del agua hacia la fase solvente disminuyendo la resistividad de las emulsiones y el rendimiento. Las emulsiones de agua en aceite que contienen el aditivo de estabilidad de emulsión aniónico pueden resistir el asentamiento de las partículas de agua emulsificadas después de mezclar.

Las emulsiones de agua en aceite de la invención pueden comprender también (E) por lo menos un aditivo de compatibilidad de pintura y/o estabilizador diferente de (A)-(D). El aditivo de compatibilidad de pintura sirve para reducir o prevenir defectos en la pintura. En una modalidad, un limpiador en emulsión rociado sobre un panel , resultó en evaporación de cualquier solvente volátil y la mayor parte del agua que dejó poco emulsionante soluble en agua y algo de agua en la superficie. El emulsionante residual y el agua causaron cratering (agujero de cráter) de la pintura cuando se recubrieron los paneles los aditivos adecuados para compatibilidad de pintura son aquellos componentes que acoplan el agua residual en el equipo de pintura a cualquier solvente remanente presente, que después se mezcla en la pintura introducida nuevamente o se evapora con cualquier solvente volátil, evitando así el cratering . Los aditivos adecuados para compatibilidad de pintura son materiales de acoplamiento de agua que tiene deseablemente una baja presión de vapor (menos que 0.4 mm de Hg @ 20°C). A manera de ejemplo no limitante, el solvente Aromatic 1 50 y dipropilenglicol se pueden usar solos o en combinación como aditivos para compatibilidad de pintura para eliminar problemas de compatibilidad de pinturas. Sin apegarse a una teoría sencilla, se piensa que el Aromatic 1 50 mantiene el emulsionante en un estado disuelto y el dipropilenglicol acopla cualquier agua fuera de fase con el solvente Aromatic 1 50. La presencia de dipropilenglicol parece ser útil para prevenir defectos en la pintura. Un recubrimiento de l íquido residual de un limpiador en emulsión de acuerdo con la invención que permanece en un panel de prueba fue solvatado y dispersado fácilmente cuando se cubrió con pintura base solvente atomizada. Los solventes de baja evaporación (menor que 0.4 mm de Hg @ 20°C) diferentes a Aromatic 1 50 son adecuados también siempre que puedan solvatar el emulsionante. Se pueden usar también solventes de acoplamiento de baja evaporación alternativos diferentes de dipropilenglicol .

La viscosidad del limpiador final en emulsión debe ser tan baja como sea posible para maximizar su flujo turbulento durante la operación de limpieza. El flujo turbulento se determina calculando el Número de Reynolds (RN) con base en la siguiente ecuación : RN = pVD/u, donde p = densidad del fluido; V = velocidad de fluido de corriente libre; D = diámetro del tubo; y u = viscosidad (dinámica) del fluido. En general , los valores de RN de > 3000 serán flujo turbulento. Cuando la viscosidad del limpiador en emulsión es alta, causa que el flujo a través del equipo se vuelva laminar y entonces obstaculiza el rendimiento de limpieza. La alta viscosidad en un limpiador en emulsión obstaculiza también su remoción de la tubería de entrega. Esto puede resultar en un alto nivel de mezclado de li mpiador con la pintura que entra para causar problemas de calidad relacionados con la pi ntura . Deseablemente, la viscosidad de la emulsión agua en solvente fluctúa desde 2 cps hasta 30 cps, pero puede ser tan alta como 50 cps para algunas aplicaciones. Cuando la viscosidad de la emulsión es mayor que 1 00 cps, el rendi miento del limpiador es pobre y la solución se vuelve difícil para sacarla del equipo de aplicación de pintura entre los cambios de color.

Es deseable que el limpiador en emulsión permanezca estable d urante el fl ujo turbulento a través del aparato y la tubería de aplicación de pintura de manera que la fase discontinua de agua emulsionada se disperse de manera estable en la fase solvente durante su uso en un entorno de purga de trabajo; es deci r, las dos fases no se separan en capas y la emulsión no se invierte a una emulsión de solvente en agua, o de otra forma aceite en agua .

En una modalidad , la invención comprende, de preferencia consiste esencialmente de, más preferiblemente consiste de: una emulsión de agua en solvente que tiene una fase conti nua de solvente y una fase discontinua de agua, la emulsión que comprende : (A) aproximadamente de 30% a 90% en peso de uno o más solventes con base en el peso total del uno o más solventes más agua, los solventes que se seleccionan de manera que no más de 1 0% en peso de la emulsión está constituido de solventes orgánicos con una solubilidad de agua en solvente mayor que 10% en peso de agua; (B) de 10% a 70% en peso de agua, con base en el peso total del uno o más solventes más agua; (C) aproximadamente de 0.01 a 5% en peso de un emulsionante no iónico que tiene una solubilidad en agua menor que, en orden creciente de preferencia de 1 5, 14, 1 3, 1 2, 1 1 , 1 0, 9, 8, 7, 6, 5% en peso y un peso molecular mayor que, en orden creciente de preferencia, 1 000, 1004, 1 008, 1012, 101 6 o 1 020 g/mol ; (D) opcionalmente de 0.0 a 0.9% en peso de aditivos aniónicos para estabilidad de la emulsión; y (E) opcionalmente de 0.0 a 5% en peso de aditivos para compatibilidad de pintura que tienen menos que 0.2 mm de Hg @ 20°C, tal como a manera de ejemplo no limitante ésteres con base en aromáticos, cetonas y alcoholes.

En una modalidad, teniendo bajos Contaminantes de Aire Peligrosos (HAPs), la invención comprende de preferencia consiste esencialmente de, lo más preferiblemente consiste de: una emulsión de agua en aceite que tiene una fase continua de solvente y una fase discontinua de agua, la emulsión que comprende: de 10 a 20% en peso de acetato de isopropilo o metil propil cetona de 30 a 40% en peso de Aromatic 1 00 de 0.0 a 7.0% en peso de Aromatic 1 50 de 0.03 a 4.0% en peso de un emulsionante no iónico que comprende por lo menos un poliol de poliéter; de 0.01 a 4.0% en peso de dipropileng licol de 0.01 a 0.8% en peso de un tensoactivo amónico restante de agua (agua de DI es preferida).

Otro aspecto de la invención es un método para preparar las emulsiones de agua en aceite de la i nvención , que comprende : mezclar todos los ingredientes excepto el agua, conjuntamente hasta disolverse. Usando una hoja de mezclado tipo hélice, agregar el agua a la solución de mezclado de solventes. En una modalidad , el sistema de emulsión se puede preparar combinando algunos o todos los componentes orgánicos o solubles en solvente en un paquete premezclado, con o sin solvente y después combinar con cualesquiera componentes no acuosos restantes seguido por el paso de adición de agua .

La emulsión se puede preparar en una composición de trabajo lista para usar o se puede preparar como un concentrado . El concentrado comprende todos los componentes excepto el agua. Si se proporciona como un concentrado, u n aparato de emulsificación , tal como un contenedor de prod uctos con una hoja de mezclado unida o un tanque de mezclado equipado con un mezclador y di spositivos de medición para el agua y el concentrado , se pueden usar para generar la emulsión de agua en aceite mezclando el concentrado y el agua. U na vez que se ha hecho la emulsión , se puede proporcionar el limpiador al sistema de suministro de purga para uso mediante bombeo o los similares. La mayoría de los sistemas de sumi nistro de pu rga hacen circular la purga continuamente, lo cual puede proporcionar buena estabilidad .

En otra modalidad se puede usar un concentrado de dos paquetes que tiene un primer paquete que comprende un solvente o mezcla de solventes y un segundo paquete que comprende un emulsionante. Esta modalidad requiere dos pasos de mezclado, uno para mezclar el paquete de emulsionante con el paquete de solvente seguido por un segundo paso de mezclado para adición del agua. Generalmente, esta modalidad es útil cuando no es adecuado un concentrado que combina el solvente y el emulsionante.

Ejemplos Ejemplo 1 Este experimento evaluó los efectos de agregar solventes solubles en agua a un limpiador en emulsión de agua en solvente de aceite continuo. El estudio comparó también el rendimiento del limpiador en emulsión con una mezcla con base en 100% de solvente. Trabajo adicional de este estudio observó los efectos de varios aditivos agregados a un limpiador en emulsión de solvente continuo.

Método de preparación de emulsión continua de aceite : Procedimiento Experimental : mezclar todos los ingredientes excepto el agua. Usando una hoja de hélice puesta a altas RPM , agregar lentamente la fase de agua. Continuar el mezclado durante 5 minutos antes de ensayar. Las muestras preparadas se almacenaron en contenedores de vidrio de 0.946 litros.

Se prepararon las siguientes formulaciones de emulsión de agua en aceite: Tabla 1 Formulaciones de Emulsión A-1 50 es Aromatic 1 50 disponible comercialmente de ExxonMobil ; es un solvente de hidrocarburo aromático que comprende de 0.1 a 9.9% en peso de naftaleno y de 0.01 a 1 .7% en peso de trimetilbenceno. Tiene una presión de vapor de 0.62 m m Hg a 20°C, una solubilidad en agua menor que 0.01 % en peso a 25°C y un punto de flash de 62.8°C (TCC ASTM D56).

M I B K es metil isobutil cetona , DPG es dipropi lenglicol . El emulsionante A fue un tensoactivo de copol ímero de bloques A-B-A no iónico que tiene un Número de H idroxi lo máximo de aproximadamente 8.0 (mg KOH/G). Las cadenas A lipofílicas son ácido polihid roxi-esteárico y la parte B hidrofílica es un polietilenglicol . El tensoactivo A fue un tensoactivo aniónico descrito por el fabricante como 70% en peso de diotil sulfosuccinato de sodio y 30% de nafta destilada de petróleo.

Se evaluaron en todas las muestras, viscosidad , resistividad y estabilidad en estante. La medida de la resistividad se hizo usando un Ransberg Resistivity Meter equipado con una sonda sumergible. Las mediciones de viscosidad se realizaron usando un viscosímetro Brookfield y vástagos seleccionados LV o RV.

Tabla 2 Propiedades de Emulsión Ejemplo Comparativo 1 fue una mezcla de solvente 100% hecha de xileno, Armomatic 100, alcohol isopropílico, acetato de n-butilo y alcohol n-butílico.

Método de prueba: Prueba de Ciclo de Purga Automatizada El equipo usado para realizar la simulación de ciclo de purga es un aparato actual de recubrimiento de rocío atomizado giratorio electrostático. El sistema consiste de de un controlador equipado con microcomputadora (es decir, CPU para proporcionar control de rotación del motor), unidad amplificadora de fibra óptica del tipo de alta velocidad y cable de fibra óptica. Se usa un sistema de suministro de aire con un transductor electro-neumático para controlar la velocidad de rotación del motor de aire en la campana. El sistema de entrega de pintura se opera usando una bomba Comet Hi-Volume con relación de 2.5: 1 . La presión de cabezal del sistema y la contrapresión se ponen en condiciones que simulan el proceso real de la planta. La longitud de la manguera desde el árbol de colores al fluido regulado fue de 3.05 metros, a menos que se indique otra cosa. La pintura se cargó a través del equipo a la línea de vertedero usando un ciclo de carga de pintura de 10 segundos. Se corrió un ciclo de purga para lavar el total de la pintura cargada. El segundo ciclo de purga se recolectó de la línea de vertedero para determinar la cantidad de pintura residual no removida por el primer ciclo de purga. El nivel de pintura encontrado en el 2° ciclo indica la eficiencia del limpiador probado. Mientras más pintura encontrada en el segundo ciclo de purga por aquellas condiciones, peor es el limpiador efectuado. El material recolectado se analizó directamente determinando el % en peso de sólidos. El % en peso de sólidos fueron efectuados pesando 10 gramos de muestra, después horneando a 120°C durante 1 .5 horas. Usando el % en peso de sólidos y el volumen total de la purga recolectada, se calculó los mg totales de pintura removida por 2o ciclo de purga consecutivo.

Las formulaciones de emulsiones de agua en aceite de la Tabla 1 , más un 100% de solvente del Ejemplo Comparativo 1 , se evaluaron usando la prueba de ciclo de purga automático. Las condiciones del ciclo de purga y el equipo se enlistan en las Tablas 3 y 4. El tiempo del ciclo de purga se alteró para evaluar el rendimiento de la limpieza ya que el volumen por ciclo de purga se incrementó. Se usó una purga de acetona entre muestras.

Tabla 3.

Tabla 4 Método de Análisis de Muestra: Todas las muestras de purga recolectadas se trataron con sonido durante por lo menos 5 minutos para dispersar cualquier pintura en solución . Las muestras de emulsión se diluyeron en lactato de etilo para acoplar el agua en una solución clara antes de medir el valor de turbidez. Los valores finales de turbidez se ajustaron con base en el factor de dilución. En la tabla a continuación se muestra un resumen de las pruebas.

Tabla 5. Resumen de Resultados usando una Longitud de Manguera de 3.05 metros La Tabla 5 muestra que usando un solvente al 50% en peso, el limpiador en emulsión de agua en aceite puede alcanzar un rendimiento similar a una mezcla de solventes de 1 00% en peso (Ejemplo Comparativo 1 ). Usando una formulación de solvente de 60% en peso, excedió el rendimiento de limpieza de la mezcla de solventes 1 00% . Las mezclas de solventes al 30% en peso y al 40% en peso funcionaron solo ligeramente menos efectivamente que la mezcla de solventes al 1 00% .

Ejemplo 2 Se produjeron limpiadores en emulsión de agua en aceite de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1 usando los componentes enlistados en la tabla a continuación: Tabla 6 Formulaciones de Emulsión I PAc es acetato de isopropilo, M PK es metil propil cetona . A-1 00 es Aromatic 1 00 disponible comercialmente de ExxonMobil; es un solvente de hidrocarburo aromático que comprende de 0.01 a 32% en peso de trimetilbenceno, de 0.01 a 2.2% en peso de xileno y de 0.01 a 1 .5% en peso de eumeno. Tiene una presión de vapor de 2.09 mm Hg a 20°C y un punto de flash de 42.2°C (TCC ASTM D56).

Procedimiento I de Prueba de Gota de Rendi miento de Solvente Usando un cuadro dibujado, aplicar 0.101 mm de pintura húmeda a un panel de vid rio. Colocar el panel de vidrio en un ángulo de 45 grados. Permitir que los paneles se sequen por flash d urante hasta 5 mi nutos. De una pipeta , hacer gotear gotas de la muestra de prueba sobre el panel a un régimen de 1 gota por segundo . Cada gota debe hacer contacto con el panel en el mismo punto. Los paneles se clasifican de acuerdo con qué tanta pi ntura fue removida .

Las composiciones de la Tabla 6 se probaron usando el Procedimiento I de Prueba de la Gota para Desempeño de Solvente. La prueba comparativa se hizo usando Metil Etil Cetona (M EK) y el Ejemplo Comparativo 2, una mezcla de solventes 1 00% con base en Aromatic 1 00, alcohol isopropílico, heptano y acetona. Los resultados se muestran en la tabla a continuación : Tabla 7. Prueba de la Gota de Desempeño de Solvente El Ejemplo Comparativo 2 y la MEK dejaron un nivel significativo de pigmento blanco precipitado en la superficie del panel . Las emulsiones de agua en aceite 3266-1 27-S y 3266-127-T removieron el 100% de la pintura sin dejar pigmento residual en el área limpiada. Este experimento demuestra la fuerza incrementada de limpieza de estos limpiadores con base en emulsión a un nivel de solvente reducido de 50% .

Ejemplo 3 Se probó el desempeño de los limpiadores en emulsión de agua en aceite en pintura con base solvente a temperaturas de operación elevadas con o sin la adición de una fuente de alcalinidad . Los limpiadores en emulsión de agua en aceite se produjeron de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1 usando los componentes enlistados en la Tabla 8. Las propiedades de las formulaciones de la Tabla 8 se muestran en la Tabla 9.

Tabla 8 Cada formulación de la Tabla 8 conten ia también 2.00% en peso de A-1 50, 0.30% de Emul . A, 0.1 5% de Tens. A y 0.20% de DPG .

MAK es Metil-n-Amil Cetona , n-Bac es Acetato de n-Butilo y M EA es monoetanolamina .

Tabla 9. Propiedades de Emulsión Las formulaciones de emulsiones de agua en aceite de la Tabla 8 se evaluaron usando la Prueba de Ciclo de Purga Automatizada del Ejemplo 1 . Las condiciones del ciclo de purga y el equipo se enlistan en las Tablas 1 0 y 1 1 . El tiempo del ciclo de purga se altero para evaluar el rendimiento de la limpieza ya que el volumen por ciclo de purga se incremento. Se usó una purga de acetona entre muestras.

Tabla 1 0. Condiciones de Equipo Para Ciclo de Purga Tabla 11. Hoja de Trabajo de Ciclo de Purga El Procedimiento de Análisis de Muestra del Ejemplo 1 se usó para preparar y probar las formulaciones. En las tablas a continuación se muestra un resumen de los resultados de pruebas.

Tabla 12. Resumen de Resultados La Tabla 1 2.0 demuestra que aumentando la temperatura desde 23.9 hasta 37.8°C se reduce la pintura residual recolectada en el segundo ciclo de purga en 20% para un volumen de purga por ciclo de 128-1 33 mi hasta 52% para un volumen de purga por ciclo de 205-214 mi. El calor incrementado del limpiador aumenta la presión de vapor del sistema y así aumenta la energía cinética del sistema . En general , los solventes con mayor presión de vapor se disolverán más rápido que los solventes con menor presión de vapor. La formulación 3266-46-A se formuló para tener un punto de flash de 37.8°C a 43.3°C y un nivel de carga de solvente de 50% en peso.

Tabla 1 3. Resumen de Resultados La Tabla 13.0 demuestra el mismo efecto que la Tabla 12.0, pero usa una mezcla de solventes ligeramente diferente. Aumentando el calor desde 23.9 hasta 37.8°C se redujo la pintura residual recolectada en el segundo ciclo de purga en 22% para un volumen de purga por ciclo de 127-135 mi hasta 48% para un volumen de purga por ciclo de 205 - 215 mi. La formulación 3266-46-B se formuló para tener un punto de flash de 37.8°C a 43.3°C y un nivel de carga de solvente de 50%.

Tabla 14. Resumen de Resultados La Tabla 14.0 comparó la diferencia de agregar 1% en peso de monoetanolamina a la formulación de base de una emulsión de mezcla en base a solventes al 60%. La monoetanolamina adicional mostró una mejoría en el volumen de ciclo de purga de 1 33 a 1 37 mi, pero desempeño equivalente para ciclos de purga de mayor volumen probados.

Ejemplo 3 Este experimento evaluó además los efectos de agregar solventes solubles en agua al limpiador en emulsión de solvente continuo. El estudio comparó también el desempeño del limpiador en emulsión para una mezcla de solventes 1 00% . Trabajo adicional de este estudio observó los efectos de varios aditivos agregados a un limpiador en emulsión de agua en aceite.

Los limpiadores en emulsión de agua en aceite se produjeron de acuerdo al procedimiento del Ejemplo 1 usando los componentes enlistados en la Tabla 1 5. Cada Formulación de la Tabla 15 contenía Emul. A al 0.30% , Tens. A 0.30% y DPG 0.30% . Todas las formulaciones de la Tabla 1 5 contenían 20.00% M PK y 36.40% xileno, excepto Formulación 3266-31 -F la cual contenía 46.00% de xileno y nada de MPK. Las formulaciones de la Tabla 1 5 tuvieron las propiedades mostradas en la Tabla 16.

Tabla 1 5 Los dispersantes D-111, D-116 y D-184 son dispersantes de polímero funcionalizados. IPA es alcohol isopropílico.

Tabla 16 Las formulaciones de emulsiones de agua en aceite de la Tabla 15 se formularon usando la prueba de ciclo de purga automática. Las condiciones del ciclo de purga y el equipo están enlistadas en las Tablas 17 y 18. El tiempo del ciclo de purga se alteró para evaluar el rendimiento de limpieza ya que el volumen por ciclo de purga fue incrementado. Se usó una purga de acetona entre muestras.

Tabla 17. Condiciones de Equipo Para Ciclo de Purga Tabla 18. Las condiciones del ciclo de purga fueron las mismas que aquellas mostradas en la Tabla 1 1 .

Se usó el Procedimiento de Análisis de Muestras del Ejemplo 1 para preparar y probar las formulaciones. En la Tabla 1 9 se muestra un resumen de los resultados de las pruebas, la cual muestra la diferencia de rendimientos de una mezcla que contiene 5% de alcohol isopropílico (3266-31 -F) versus una mezcla con base no alcohólica 3200-1 72-B. La mezcla con base no alcohólica mostró una reducción de 51 % en pintura residual en la segunda purga recolectada para un ciclo de purga básica de 1 1 5 mi . Sin embargo, la purga que contiene alcohol removió y solvató aún la pintura, su rendimiento se redujo significativamente.

Tabla 1 9. Resumen de Resultados La Tabla 20.0 muestra el rendimiento de una mezcla de solvente 1 00% del Ejemplo Comparativo 1 versus un limpiador 3200-1 72-B en emulsión de solvente al 60% usando una manguera de 3.05 metros de longitud . Aunque mejor al volumen de purga más corto por ciclo, el rendimiento es equivalente al volumen de purga de 1 80 a 1 85 mi por ciclo de pu rga.

Tabla 20. Resumen de Resultados Las formulaciones del Ejemplo 3 evaluaron el rendimiento de fórmulas similares salpicadas con varios aditivos. Se evaluaron el Dispersant 1 16, la monoetanolamina e Hidróxido de Amonio en formulaciones de base similares. Las muestras de Disperbyk 1 1 6 e Hidróxido de Amonio mostraron un rendimiento ligeramente menor que el control 3200-1 72-B. La monoetanolamina mostró una ligera mejoría sobre la formulación de base 3200-172-B .

Ejemplo 4 Este experimento definió además la relación estructural de emulsionantes que tienen la habilidad de mantener estable las emulsiones de agua en aceite en sistemas con base en solventes con alta presión de vapor. Se evaluaron varios tensoactivos con base en estructuras poliméricas ABA de EO y PO en una formulación típica de base continua de solvente. El rendimiento se basó en la habilidad de las emulsiones para producir una fase de agua en aceite estable con el tiempo con mínima separación de agua, baja viscosidad y alta resistividad . El emulsionante de control usado para este estudio fue Emulsifier A de los Ejemplos 1 a 3.

Tabla 21 . Características de Emulsionante El Emulsifier B fue un copol ímero de bloques B-A-B de polioxipropileno-polioxietileno no iónicos que tiene un número de hidroxilo de aproximadamente 24.0 a 27.0 (mg KOH/g ) y un pH , a 2.5% acuoso , de aproxi madamente 6.0 a 7.4. La cadena lipofílica A es un polipropilenglicol y la parte hidrofílica B es polietilenglicol . El PM fue de 3600 ± 400.

Los limpiadores en emulsión de agua en aceite se prod ujeron de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1 usando los componentes enlistados en las Tablas 22 y 23. Cada Formulación de las Tablas 22 y 23 contenía 33.0% de xileno, 1 5.0% de I PAc, 2.0% de A-1 50, 0.2% de Tensoactivo A y 0.2% de DPG .

Tabla 22. Formulaciones de Emulsión Tabla 23. Formulaciones de Emulsión Las formulaciones de las Tablas 22 y 23 tenían las propiedades mostradas en la Tabla 24.

Ni OI O OI OI La estabilidad de las emulsiones producidas en el Ejemplo 4 se evaluaron como una función de las características: Tabla 25. Estabilidad de Emulsión La información anterior indica que el peso molecular, la cantidad de grupos PO y la cantidad de grupos EO (óxido de etileno) en cualquier lado del polímero EO-PO-EO tiene un impacto en la formación de una emulsión estable de agua en aceite. El emulsionante más estable hasta ahora es Emulsifier A.

La estabilidad no es el único aspecto examinado al hacer una purga efectiva. La tabla a continuación compara las viscosidades y la resistividad para las formulaciones anteriores que forman emulsiones estables de aceite en agua.

Tabla 26. Viscosidad y Resistividad de Emulsión La longitud de la unidad repetida de óxido de etileno tiene un impacto significativo en la viscosidad y la resistividad del sistema de emulsión. Las Unidades de EO de longitud 10.16 a 20.32 cm produjeron viscosidades óptimas de < 8 cps y resistividades > o = 1 .0 Mohmios con la excepción de 3266-127-N . Las muestras se prepararon con emulsionantes EO-PO-EO que tienen 1 7 o más unidades repetidas de EO en cada lado del polímero ABA produjeron viscosidades mayores de 7 a 84 veces y valores menores de resistividad de 40 a 83 veces. Las emulsiones 3266-127-0, 3266-1 27-P y 3266-1 27-Q por agitación después de 24 horas produjeron partículas grandes macizas blancas. Algunas de estas partículas grandes fueron suficientemente grandes para no pasar a través de una bolsa de filtro de 1 pm.

Para producir una solución de purga efectiva, la viscosidad debe ser tan baja como sea posible para lograr flujo turbulento y permitir la remoción fácil durante un ciclo de carga de pintura. Aquellas muestras con viscosidades mayores a 30 cps serían menos preferidas que los limpiadores con menor viscosidad.

La resistividad es solamente un problema en ciertos tipos de equipos, pero es deseable que los limpiadores tengan valores de resistividad mayores que 0.1 a 0.3 Mohmios. También parece haber una correlación para valores bajos de resistividad y pobre estabilidad de emulsiones.

El Emulsifier D se basa en una etilendiamina con 4 unidades repetidas de EO cada una rematada con 31 unidades repetidas de PO. Esta muestra produjo también una emulsión estable con solamente niveles bajos de separación de agua después de 4 días en reposo. En contraste, el Emulsifier G contiene una diamina alcoxilada con 1 4 unidades repetidas de PO cada una rematada con 2 moles de EO en cada cadena, pero no produjo emulsiones estables de agua en aceite. Los tensoactivos de etilendiamina alcoxilada produjeron una emulsión estable de agua en aceite con los productos de PO rematadas; mientras que los alcoxilatos ABA produjeron una emulsión estable con productos de EO rematados.

Ejemplo 5 Se produjeron limpiadores en emulsión de agua en aceite usando los componentes enlistados en las Tablas 27 y 28 de acuerdo con el método del Ejemplo 1 , excepto porque el mezclado fue durante 1 0 minutos. Cada Formulación de la Tabla 27 contenía 0.30% de DPG . Todas las Formulaciones de la Tabla 27 contenían 25.00% de A-1 00 , 0.50% de Emulsionante A y 25.00% de I PAc, excepto la formulación 3200-1 07-A que conten ía 0.30% de emulsionante A, 1 6.00% de I PAc y nada de A-1 00. Las soluciones se midieron para viscosidad , después se vaciaron en un cilindro de 500 mi graduado. Se dejo que 350 mi de las muestras permanecieran antes de extraer del fondo 1 50 mi para análisis de viscosidad usando un viscosímetro Brookfieid Viscometer.

Tabla 27. Formulaciones de Emulsión El Surfactant A1 fue un tensoactivo aniónico hidrofóbico descrito por el fabricante como bistridecil sulfosuccinato de sodio. El Surfactant A2 fue un tensoactivo aniónico hid rofílico descrito por el fabricante como diisobutil sulfosuccinato de sodio. El Surfactant A3 fue un tensoactivo aniónico descrito por el fabricante como dihexil sulfosuccinato de sodio. El Surfactant A4 fue un tensoactivo aniónico descrito por el fabricante como 2-etil hexil sulfosuccinato de sodio.

Cada formulación de la Tabla 28 contenía 0.30% de DPG , 35.00% de A-1 00, 0.50% de Emulsifier A y 1 5.00% de I PAc.

Tabla 28. Formulaciones de Emulsión La relación mayor de Aromatic 100 a I PAc alteró la estabilidad del control que contiene Surfactant A4. El Surfactant A1 mostró la mejor estabilidad después de 3 días.

Ejemplo 6 El experimento se diseñó para evaluar la compatibilidad de la pintura. Se produjeron limpiadores en emulsión de agua en aceite usando los componentes enlistados a continuación de acuerdo con el método del Ejemplo 1 .

Tabla 29. Formulaciones de Emulsión Las emulsiones experimentales se aplicaron sobre un panel de vidrio después se dejaron secar durante 1 0 minutos antes de vaciar una pel ícula húmeda de 0.0508 mm de DuPont Gray Primer sobre el panel . Los paneles se examinaron para cráteres.

Ejemplo 7 Se realizó la Prueba I de Gota para Desempeño de Solvente en pintura comercialmente disponible usando un limpiador de aceite en agua (3266-1 27-A) y un concentrado de limpiador comparativo diluido a 25% en volumen y calentado a 48.9° C (331 5-23-A). El concentrado de Limpiador 331 5-23-A del Ejemplo Comparativo conten ía éter metílico de dipropilenglicol , 25% en peso; éter metílico de acetato de propilenglicol , 9% en peso; éster dibásico, 8% en peso; Tritón® N-1 01 , 1 % en peso; Versene®, 1 % en peso; Biosoft® N-300, 3% en peso; M EA, 0.5% en peso ; y agua DI , 52.5% en peso .

Tabla 30. Resultados de Pruebas: Prueba de la Gota de Desem peño de Solvente Ejemplo 8 Se evaluó el rendimiento de emulsiones continuas de agua, microemulsiones continuas de solvente versus emulsiones continuas de solvente. Se produjeron li mpiadores en emulsión de agua en aceite usando los componentes enlistados a continuación de acuerdo con el método del Ejemplo 1 . La muestra I D 3200-1 66-G se diseñó para ser una emulsión de aceite en agua; para esta muestra, se agrega mezcla # 2 y tensoactivo A al recipiente, después se agrega agua lentamente.

Tabla 31 . Formulaciones de Emulsión 1 "Emulsión Aceite en Agua" 2 "M icro Emulsión" Tabla 32. Propiedades de Emulsión Las condiciones del ciclo de purga y el equipo para las pruebas de acuerdo con la Prueba de Ciclo de Purga Automatizada se enlistan en las Tablas 33 y 34.

Tabla 33. Condiciones del Equipo Para Ciclo de Purga Tabla 34. Las condiciones de ciclo de purga fueron las mismas que las mostradas en la Tabla 4 Los N úmeros de Reynolds se muestran en la Tabla 35 para las formulaciones de la Tabla 31 .

Tabla 35. Carta de Comparación de Número de Reynolds Calculado El Limpiador Comercial 1 fue una mezcla de solventes 1 00% en peso, reportada por el fabricante como de 30 a 60% de xileno, siendo el resto hidrocarburos aromáticos, etilbenceno, eumeno, alcohol n-butílico, alcohol isopropílico y acetato de n-butilo.

Todas las muestras de purga recolectadas se trataron con sonido durante por lo menos 2 minutos para dispersar cualquier pintura en solución. Las muestras de emulsiones agua en aceite se diluyeron usando Lactato de Etilo, que se acopla con el agua y parece solvatar el emulsionante. Usando una pipeta volumétrica, la muestra se colocó en un frasco de 40 dram con una cantidad apropiada de Lactato de Etilo , después se trató con sonido durante 30 segu ndos . Esta solución se midió en el medidor de turbidez para determi nar el nivel de pi ntura en NTU's. Las muestras de Xileno se trataron con sonido , después se diluyeron usando una mezcla de xileno: acetato de n-butilo en proporción de 75% :25% . Los resultados se muestran en las Tablas 36 y 37.

Tabla 36. Resumen de Resultados La Tabla 36 muestra la diferencia en rendimiento de limpieza para una microemulsión de aceite continua versus una em ulsión continua de agua en aceite en niveles similares de agua en las formulaciones. La información muestra una reducción de turbidez de 50% a 85% , lo cual indica que la emulsión de agua en aceite continua de aceite limpió mejor la pintura. El enjuague posterior usando acetona mostró también una cantidad significativa de pintu ra resid ual dejada por el sistema de microemulsión .

Tabla 37. Resumen de Resultados La Tabla 37 muestra la diferencia en rendimiento de limpieza de pintura con base solvente para una emulsión de aceite en agua versus una em ulsión de agua en aceite, de acuerdo con la invención. El rend imiento mejorado de la emulsión de agua en aceite se destaca por el 3o, 4o y el enjuague posterior de acetona conectados que muestra una reducción de turbidez de 78% a 88 en comparación con una emulsión de aceite en agua. La alta turbidez en el enjuague posterior de la emulsión de aceite en agua indica que no se removió una cantidad significativa de pintura del equipo de aplicación.

Ejemplo 9 Los limpiadores en emulsión de agua en aceite se produjeron usando los componentes enlistados en la Tabla 38 de acuerdo con el método del Ejemplo 1 . Las propiedades de los limpiadores en emulsión de agua en aceite se mencionan también en la Tabla 38.

Oí O Oí OI n O a? en N5 en o OI OI r OI O OI OI G Ni OI o üi en r M OI O n en o OI ül OI OI ro ro en o n 01 Tabla 40. Propiedades de Emulsión Tabla 41 . Efectos en la Viscosidad de Emulsionante Tipo con y sin 0.2% en peso de Tensoactivo Aniónico La Tabla 41 muestra la reducción de viscosidad con la adición de 0.2% en peso de tensoactivo aniónico . La información muestra una red ucción de 91 % en la viscosidad en la presencia de 0.2% en peso de tensoactivo aniónico .

Se evaluaron tensoactivos amónicos, catiónicos y no iónicos adicionales. Los tensoactivos probados se enlistan en la Tabla 42.

Tabla 42. Tensoactivos Usando una fórmula de base constante de 9.0% en peso de acetato de isopropilo, 1 9.8% en peso de Aromatic 1 00, 1 .2% en peso de Aromatic 1 50, 0.5% en peso de Emulsifier B , 0.2% en peso de dipropilenglicol , 69. 1 % en peso de agua y 0.2% en peso del tensoactivo respectivo, se hicieron emulsiones combinando los componentes y mezclándolos perfectamente. Se midieron las propiedades físicas de las emulsiones, ver Tabla 43.

Tabla 43. Propiedades Físicas de Emulsiones con Base en Diferentes Tensoactivos Los resultados enlistados en la Tabla 43 muestran la reducción más grande de viscosidad para los tensoactivos amónicos, catiónicos o anfóteros. Algunos tensoactivos no iónicos aumentaron la viscosidad o hicieron que la emulsión se invirtiera en una emulsión de aceite en agua . El Tensoactivo A aniónico, Tensoactivo I anfótero, el Tensoactivo J catiónico cuaternario , Tensoactivo D aniónico todos mostraron resultados de red ucción de viscosidad versus una fórmula de control que no contenía aditivos para estabilidad . Todas las emulsiones fueron estables por más de un periodo de residencia de 24 horas sin ningún signo de separación de agua en el fondo de los contenedores. No todas las emulsiones demostraron el mismo nivel de propiedades de anti-sedimentación. Esto se vio fácilmente con el tiempo a medida que las gotitas estables de agua emulsificada se asentaron para formar una fase en el fondo dejando una fase superior princi palmente de solvente. El efecto de asentamiento debido a la gravedad resultó en un gradiente de viscosidad que tend rá un problema con el rendimiento reproducible de limpieza en el campo . Los únicos tensoactivos que fueron capaces de resistir la fuerza de gravedad que trabaja en la gotita de agua emulsificada fueron los tensoactivos aniónicos Surfactant A y Surfactant B . En un grado menor, el Surfactant J mostró solamente un 6.0% de separación de fase de solvente de altura después de un tiempo de residencia de 24 horas. El valor de resistividad de emulsión continua de solvente en Mohmios varió, pero todas las muestras fueron iguales a o mayores que 0.3 Mohmios. Los tensoactivos que produjeron la mayor resistividad de limpiador en emulsión con Emulsifier B como el emulsionante clave de agua en aceite fueron Surfactants C, D, F e I . El Surfactants D y el Surfactants I fueron solamente dos tensoactivos que produjeron una resistividad de emulsión mayor que 1 .0 Mohmios mientras que tienen una viscosidad de emulsión menor que 40 cps usando el vástago LV#1 .

Se midieron y se compararon las propiedades físicas de emulsiones que contienen niveles variables de Surfactants A aniónico. Usando una fórmula constante de base de 9.0% en peso de acetato de isopropilo, 1 9.8% en peso de Aromatic 1 00, 1 .2% en peso de Aromatic 150 y 0.2% en peso de dipropilenglicol , se hicieron emulsiones combinando los componentes enlistados en las Tablas 44 y 45 y mezclándolas perfectamente. Se midieron las propiedades físicas de las emulsiones, ver Tablas 44 y 45.

Tabla 44. Formulaciones y Propiedades de Emulsión * 331 5-43-J y 331 5-43-K son controles que no contienen aditivo de tensoactivo de estabilización .

Tabla 45. Formulaciones y Propiedades de Emulsiones * 331 5-43-J y 331 5-43-K son controles que no contienen aditivo de tensoactivo de estabilización .

U na emulsión hecha de acuerdo con 331 5-43-AA, pero en ausencia de Surfactants A fue inestable y se separó. El mayor contenido de Emulsifier B de 0.8% en peso de 331 5-43-K obtenido en ausencia de Surfactants A mostró menos separación , pero alta viscosidad .

Los resultados muestran una red ucción de viscosidad con la adición del tensoactivo aniónico en niveles que empiezan en 0.05% en peso. El sistema de la emulsión empieza a mostrar un incremento de viscosidad en 0.7% en peso de tensoactivo, lo cual es la primera señal de inversión de emulsión en una emulsión de aceite en agua. Cuando se aumenta la cantidad de tensoactivo hasta 0.8% en peso en la formulación, la emulsión se invierte a una emulsión continua de agua. Este estudio indica que la reducción óptima de viscosidad se produce en niveles entre 0.05% en peso y por debajo de 0.7% en peso de Surfactants A. La resistencia de la emulsión a la separación de fases es mejor entre 0.1 % en peso y 0.6% en peso de Surfactants A. Los valores de resistividad de los limpiadores en emulsión fueron todos mayores que 0.4% en peso.

El Surfactants B aniónico no fue tan efectivo como el Surfactants A, pero no mostró una reducción significativa de viscosidad en el nivel de 0.3% en peso, un buen valor de resistividad de 0.4 Mohmios y 0% de separación de fase superior en 24 horas en reposo. La efectividad del Surfactants B empieza a caer en niveles de 0.4% en peso como se indica por la mayor viscosidad y el menor valor de resistividad . A 0.5% en peso de Surfactants B, el sistema de emulsión se invirtió a una emulsión de fase continua de agua (aceite en agua) con una resistividad de 0.0 Mohmios. La muestra de Surfactants B de 0.05% en peso no mostró una diferencia significativa en viscosidad .

Prueba de Rendimiento Se usaron dos métodos de rendimiento para evaluar múltiples mezclas. El primer método evaluó la cantidad de limpiador requerido para disolver una película de pintura semi-evaporada de espesor específico de película aplicada en húmedo. Este método proporciona un régimen de rendimiento relativo para simular la habilidad de limpieza de la tapa o copa de campana de rociado del equipo de entrega para aplicación de pintura. Las copas de campana y tapas de rociado se exponen a altos volúmenes de flujo de aire y tienden a secarse para un estado semi-evaporado y pegajoso.

Procedimiento II de Prueba de Gota para Rendimiento de Solvente Usando un cuadrado dibujado, aplicar 0.0508 mm de pintura húmeda a un panel de vidrio. Colocar el panel de vidrio en un ángulo de 45 grados. Dejar que los paneles se sequen en flash durante 1 5 minutos antes de empezar la prueba. Se dispensó el uso de tubería de 0.79 mm de DI , 200 µ? de solvente de purga a partir de una jeringa de vidrio de 1 0 mi a 0.5 ml/hr usando la jeringa de Cole-Parmer 74900 serie Syringe Pump. Hubo una distancia de caída de 24 cm que hizo contacto con el panel a un ángulo de 45°. Cada gota hizo contacto con el panel en el mismo punto. Se registró el volumen de solvente en microlitros (pl) necesarios para penetrar a través de la película de pintura exponiendo el vidrio desnudo.

La segunda prueba de rendimiento se diseñó para evaluar la habilidad del limpiador para remover pintura fresca de una manguera de Teflón. Este método proporciona un régimen de rendimiento relativo para simular la remoción de pintura de la tubería interna, regulador de flujo y cámara de árbol de colores del equipo de entrega de pintura para aplicación. Este método de banco no incorpora ninguna turbulencia de manera que se puede determinar una medida verdadera de la fuerza de solvencia.

Prueba de Rendimiento de Solvencia de Húmedo en Húmedo en el Procedimiento de Tubería: Usando una bomba de jeringa dual, instalar la bomba con tubería de 73.66 cm de 0.793 mm y llenar la tubería completamente con pintura. Conectar la tubería a una fuente de bombeo del limpiador a ser probado. Establecer la bomba para correr a 0.8 ml/min. Encender la bomba y empezar a conectar incrementos de 1 00 µ? en un filtro de disco de 47 mm en incrementos específicos de µ? . La recolección inicial debe tener una cantidad visual de pintura y el último incremento recolectado debe tener solamente un ligero residuo de pintura. Registrar el volumen total del filtro de disco que resultó en un ligero residuo como la cantidad total de la cantidad necesaria para limpiar la pintura en la tubería de entrega.

Ejemplo 10 Se prepararon formulaciones de limpiador de lavado de línea de pintura como se describe en la Tabla 46, de acuerdo al procedimiento del Ejemplo 1 . Todas las formulaciones de la Tabla 46 incluyeron 0.2% de DPG .

Tabla 46 Cada formulación se probó tres veces de acuerdo con el Procedimiento I I de Prueba de Gota para Rendimiento de Solvente. El número promedio de microlitros requeridos se proporciona en la tabla a continuación .

Tabla 47. Procedimiento I I de Prueba de Gota para Rendimiento de Solvente Limpiador Comercial 2 fue una mezcla de solventes de 1 00% reportada por el fabricante como acetona al 60% , siendo el resto heptano, hidrocarburos aromáticos, alcohol isopropílico y acetato de n-butilo.

Las formulaciones de la Tabla 46 se probaron también usando la Prueba de Desempeño de Solvencia de húmedo en húmedo en tubería. Los resultados se muestran en la Tabla 48.

Tabla 48. Prueba de Desempeño de Solvencia de Húmedo en Húmedo en Tubería El Limpiador Comercial 3 es una mezcla de solventes que contiene 30% en peso de acetona , 1 5% en peso de butanona , 41 % en peso de xileno, 2% en peso de etil benceno y 12% en peso de tolueno en base a un análisis cromatog ráfico de gases. La pintura A fue Enamelite I nc. 2K Negro Piano , la pintura B fue Enamelite I nc. 2K Lt. Plata Empañada y la pintura C fue Rojo Haworth Regiment con base en solvente.

Este método de prueba se diseñó para evaluar flujo no turbulento. En global , cada uno de los sistemas de emulsión produjo un disco de filtro con menos residuo de pintura que los dos controles, tolueno y Commercial Cleaner 3. 331 5-43-00 y 331 5-43-H se desempeñaron mejor en global en los tres sistemas de pintura probados. 331 5-43-H, -HH y -DD fueron formulaciones similares, pero con diferentes niveles de tensoactivo. 331 5-43-H se comportó mejor en las tres pinturas clasificadas mediante el método de purga de línea de húmedo en húmedo. Se notó otra tendencia interesante en el estudio de carga de solvente permaneciendo constantes los niveles de emulsionantes, estabilizadores de tensoactivo aniónico y aditivos para compatibilidad de pintura. La información indica que a medida que aumenta el nivel de carga de solvente disminuye el rendimiento del limpiador.

Claims (9)

REIVIN DICACION ES

1 . Una emulsión de agua en solvente que comprende: una fase continua de solvente y una fase discontinua de agua , la em ulsión que comprende: (A) por lo menos un solvente que tiene baja solubilidad en agua ; (B ) agua ; (C) por lo menos un emulsionante diferente de (A)-(B ); (D) opcionalmente por lo menos un aditivo para estabilidad de la emulsión , que comprende deseablemente por lo menos un tensoactivo diferente de (A)-(C); y (E) opcionalmente por lo menos un aditivo para compatibilidad de pintu ra y/o un estabilizador diferente de (A)-( D).

2. La emulsión de agua en solvente de la reivindicación 1 , en donde el por lo menos un solvente o mezcla de solventes tiene un nivel de saturación de agua menor que 1 0% en peso.

3. La emulsión de agua en solvente de la reivi ndicación 1 , en donde el por lo menos un emulsionante comprende tensoactivos no iónicos que contienen g rupos terminales de función alcohol .

4. La emulsión de agua en solvente de la reivindicación 1 , en donde el por lo menos un emulsionante comprende copol ímeros de bloque no iónicos.

5. La emulsión de agua en solvente de la reivind icación 1 , en donde el por lo menos un emulsionante comprende tensoactivos no iónicos que comprenden polioles de poliéter que tienen un grupo terminal alcohol .

6. La emulsión de agua en solvente de la reivindicación 1 , en donde el por lo menos un aditivo para estabilidad de la emulsión comprende un tensoactivo aniónico.

7. La emulsión de agua en solvente de la reivi ndicación 1 , en donde se prefiere el tensoactivo aniónico que comprende sulfosuccinato de dioctil sodio y/o sulfosuccinato de 2-etilhexil sodio.

8. La emulsión de agua en solvente de la reivindicación 1 , que comprende un aditivo para compatibilidad de pi ntu ra seleccionado de solvente Aromatic 1 50 , dipropilenglicol y combi naciones de los mismos.

9. La emulsión de agua en solvente que tiene una fase continua de solvente y una fase discontinua de agua , la emulsión que comprende: - aproximadamente de 30 a 90% en peso de uno o más solventes, con base en el peso total del uno o más solventes más agua, el uno o más solventes que se seleccionan de manera que no más de 1 0% en peso de la emulsión está constituido por solventes orgánicos que tienen una solubilidad de agua en solvente mayor que 1 0% en peso de agua . - de 10% a 70% en peso de agua , con base en el peso total del uno o más solventes más agua , - aproximadamente de 0.01 a 5% en peso de un emulsionante no iónico que tiene una solubilidad en agua menor que 1 5% en peso y un peso molecular mayor que 1 000 g/mol. - opcionalmente de 0.0 a 5% en peso de aditivos de compatibil idad de pintura que tienen solventes de menos que 0.2 mm de Hg @ 20°C; - opcionalmente de 0.0 a 0.9% de aditivos aniónicos para estabilidad de la emulsión . 1 0. Una emulsión de agua en solvente que tiene una fase continua de solvente y una fase discontinua de agua , la emulsión que comprende: De 1 0 a 20% en peso de acetato de isopropilo o metil propil cetona; De 30 a 40% en peso de Aromatic 1 00 ; De 0.0 a 7.0% en peso de Aromatic 1 50; De 0.03 a 4.0% en peso de un emulsionante que comprende por lo menos un poliol de poliéter; De 0.01 a 4.0% en peso de dipropilenglicol ; De 0.01 a 0.8% en peso de un tensoactivo aniónico ; y Agua . RESUM EN La invención se refiere a una emulsión de aceite en agua que comprende un solvente o una mezcla de solventes; agua; un emulsionante; opcionalmente un auxiliar de estabilización de la emulsión , como un tensoactivo, de preferencia aniónico , y opcionalmente un auxiliar de compatibilidad de pintura , como un éster, una cetona o un alcohol .