MX2015003284A - Composicion de revestimiento acuosa y revestimiento formado a partir de la misma que tiene un perfil de brillo particular. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una composición de revestimiento acuosa que incluye: ciertas primeras partículas poliméricas sólidas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 µm y ciertas segundas partículas poliméricas sólidas que tienen una Tg calculada de desde -60°C hasta 120°C y un diámetro de partícula promedio de desde 50 nm hasta 500 nm; en donde la proporción en peso seco de las primeras partículas poliméricas sólidas a las segundas partículas poliméricas sólidas es desde 0.15:1 hasta 10:1; y la composición de revestimiento acuosa incluye menos de 10% en volumen, de partículas de diluyente inorgánico. También se proporciona un revestimiento que tiene una proporción de brillo especular de 85° a brillo especular de 20° igual o mayor a 33 formado a partir de la composición de revestimiento acuosa.

Description

COMPOSICIÓN DE REVESTIMIENTO ACUOSA Y REVESTIMIENTO FORMADO A PARTIR DE LA MISMA QUE TIENE UN PERFIL DE BRILLO PARTICULAR Campo de la Invención Esta invención se refiere a una composición de revestimiento acuosa, a un método para proporcionar un revestimiento a partir de la misma, y a un revestimiento polimérico transparente o pigmentado que tiene un perfil de brillo particular. En particular, esta invención se refiere a una composición de revestimiento acuosa que incluye: primeras partículas poliméricas sólidas seleccionadas del grupo que consiste de: partículas de copolímero de composición con índice de refracción (grin) graduado multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 pm; partículas de copolímero del multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 mm y un núcleo gomoso, teniendo el núcleo una temperatura de transición vitrea calculada (Tg) de 20°C o menos; y mezclas de los mismos; y, segundas partículas poliméricas sólidas que tienen una Tg calculada de desde -60°C hasta 120°C y un diámetro de partícula promedio de desde 50 nm hasta 500 nm; en donde la proporción en peso seco de las primeras partículas poliméricas sólidas a las segundas partículas poliméricas sólidas es desde 0.15:1 a 10:1; y la composición de revestimiento acuosa comprende menos del 10% por volumen, de partículas de diluyente inorgánico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una composición de revestimiento polimérica acuosa que es útil para formar revestimientos, protectores, decorativos, de artes gráficas o especiales. Esta invención es específicamente útil para revestimientos que requieren un bajo brillo especular a ángulos bajos y muy alto brillo especular a ángulos altos. Típicamente, los revestimientos se formulan para suministrar ya sea un alto brillo especular completo o un bajo brillo especular completo cuando se aplican a un sustrato, es decir, el brillo es ya sea relativamente bajo a todos los ángulos especulares o relativamente alto a todos los ángulos especulares. Por ejemplo un revestimiento brillante tiene tanto un alto brillo a 20° como ángulos especulares a 85°, mientras un revestimiento plano tiene tanto un bajo brillo a 20° como ángulos especulares a 85°. En ciertos casos los revestimientos que tienen brillos intermedios tales como por ejemplo, revestimientos brillantes de "cáscara de huevo" o de "satín", como se conocen en la téenica, proporcionan brillo intermedio entre los revestimientos con brillo y planos, pero no cumplen con el perfil de brillo proporcionado por la presente invención.

La Patente de E.U. No. 7,829,626 describe revestimientos mate para cuero incluyendo un componente aglutinante y ciertas partículas de copolímero más opacas que tienen un diámetro promedio de 1-20 mieras.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN El problema que hemos resuelto con esta invención es la capacidad para lograr un revestimiento que demuestre la combinación de muy bajo brillo especular a ángulos bajos tales como por ejemplo, 20° simultáneamente con muy alto brillo especular a altos ángulos tales como por ejemplo 85°. Este perfil de brillo, i.e., la proporción de brillo especular a un ángulo de 85° al brillo especular a un ángulo de 20°, tiene aplicación significativa por ejemplo en revestimientos que pueden utilizarse para crear efectos visuales duales de bajo brillo especular y alto brillo especular en el mismo revestimiento. En este caso, una persona que observa a la pared pintada con una composición de revestimiento pigmentada de esta invención en una dirección normal (ángulo bajo) diría que la pintura de la pared es mate pero si la misma persona mira a la misma pared pintada con la misma composición de esta invención desde un ángulo diferente esta persona diría que esta pintura de pared es brillosa. El problema se resolvió mediante la selección de composiciones de revestimiento que incluyen tamaños de partículas seleccionados en la ausencia de niveles sustanciales de partículas de diluyente inorgánico que introducen efectos colaterales no deseables tales como por ejemplo, una sensación áspera al tacto e imágenes turbias reflejadas.

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de revestimiento acuosa que comprende: primeras partículas poliméricas sólidas seleccionadas del grupo que consiste de: partículas de copolímero de composición con índice de refracción (grin) graduado multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 pm; partículas de copolímero de multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 mm y un núcleo gomoso, teniendo dicho núcleo una temperatura de transición vitrea calculada (Tg) de 20°C o menos; y mezclas de los mismos; y, segundas partículas poliméricas sólidas que tienen una Tg calculada de desde -60°C hasta 100°C y un diámetro de partícula promedio de desde 50 nm hasta 500 nm; en donde la proporción en peso seco de dichas primeras partículas poliméricas sólidas a dichas segundas partículas poliméricas sólidas es desde 0.15:1 hasta 10:1; y dicha composición de revestimiento acuosa comprende menos del 10% por volumen, de partículas de diluyente inorgánico.

En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para proporcionar un revestimiento que comprende: (a) formar dicha composición de revestimiento acuosa del primer aspecto de la presente invención; (b) aplicar dicha composición de revestimiento a un sustrato; y, (c) secar, o dejar secar, dicha composición de revestimiento.

En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un revestimiento formado por el método del segundo aspecto de la presente invención en donde la proporción del brillo especular de 85° al brillo especular de 20° es igual o mayor a 33.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La composición de revestimiento acuosa de la presente invención incluye primeras partículas poliméricas sólidas y segundas partículas poliméricas sólidas. Por "partículas poliméricas sólidas" en la presente se entiende que las partículas poliméricas, cuando se secan, no incluyen uno o más huecos.

La composición de revestimiento acuosa de la presente invención incluye primeras partículas poliméricas sólidas seleccionadas del grupo que consiste de: partículas de copolímero de composición con índice de refracción (grin) graduado multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 pm; partículas de copolímero de multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 mm y un núcleo gomoso, teniendo el núcleo una temperatura de transición vitrea calculada (Tg) de 20°C o menos; y mezclas de las mismos. Por "acuosa" en la presente se entiende que la fase continua de la composición es predominantemente agua, preferentemente más del 70% en peso de agua; otros componentes opcionales de la fase continua son los solventes solubles en agua, oligómeros, polímeros, y lo similar.

Las primeras partículas poliméricas sólidas tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 mm, preferentemente de 0.80-0.90 pm. Las partículas de este dominio de tamaño son importantes para crear una excelente suavidad de la superficie que conducirá a un muy alto brillo especular a altos ángulo· (85°). En este aspecto son importantes la uniformidad del tamaño de partícula y la proporción entre dimensiones de las partículas. Las primeras partículas poliméricas sólidas que tienen un diámetro promedio mayor a 0.99 mm tenderán a sobresalir más hacia afuera de la superficie del revestimiento, reduciendo por lo tanto el brillo especular a un ángulo alto. Mientras que a un ángulo bajo (20°) se mejora la difusión de la luz por partículas de múltiples etapas y preferentemente partículas que poseen un índice de refracción de gradiente a través de todas las partículas. Las primeras partículas poliméricas sólidas que tienen un diámetro promedio de menos de 0.60 mth tenderán a producir revestimientos de alto brillo en lugar de aquellos que proporcionan el perfil de brillo deseado.

Preferentemente, las primeras partículas poliméricas sólidas son polímeros de múltiples etapas con, por ejemplo, un núcleo-cubierta u otra morfología de multi-etapas, tal como una estructura multilobular. Las primeras partículas poliméricas sólidas de multi-etapas incluyen una fase de núcleo polimérico y una o más fases de cubierta polimérica y pueden ser una composición de índice de refracción (grin) graduada. El núcleo puede prepararse a partir de una variedad de monómeros de vinilo, y puede ser un polímero gomoso o vitreo. El núcleo puede prepararse a partir de la polimerización o copolimerización de tales monómeros como diolefinas, e.g., butadieno o isopreno; monómeros aromáticos de vinilo, e.g., estireno o cloroestireno; ásteres de vinilo, e.g., acetato de vinilo o benzoato de vinilo; acrilonitrilo; metacrilonitrilo; ásteres de (met)acrilato, e.g., metacrilato de metilo, metacrilato de butilo, metacrilato de fenilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, y acrilato de bencilo; cloruro de vinilo; y otro monómero polimerizable por iniciación de radicales libres. Preferentemente, las primeras partículas poliméricas sólidas como se describen por sus componentes predominantes son partículas de copolímero acrílicas de múltiples etapas, partículas de copolímero de vinilo de múltiples etapas, partículas de polímero de d efina de múltiples etapas, partículas de polisiloxano de múltiples etapas, partículas de copolímero de hule sintético de múltiples etapas, partículas de copolímero de uretano de múltiples etapas, partículas de copolímero de injerto dispersables en agua, mezclas de los mismos, combinaciones de los mismos, y mezclas de los mismos con un (co)polímero reticulado de una sola etapa. Particularmente preferidas son las partículas de copolímero acrílicas de múltiples etapas debido a su calor, humedad y estabilidad a UV a un costo atractivo.

En una modalidad, las primeras partículas poliméricas sólidas son polímeros de múltiples etapas que tienen núcleos gomosos, i.e., polímeros de núcleo que tienen una Tg calculada de 20°C o menos, o, alternativamente, 10°C o menos. Los núcleos gomosos pueden incluir hules sintéticos o naturales, o, preferentemente, hules acrílicos. Los núcleos de hule acrílico incluyen copolímeros de acrilato de alquilo, el grupo alquilo que tiene desde 2 hasta 8 átomos de carbono, copolimerizados con de 0 hasta 15% en peso, preferentemente desde 0 hasta 10% en peso, de uno o más agentes reticuladores, en base al peso total de monómeros del núcleo, desde 0 hasta 15% en peso, preferentemente desde 0 hasta 10%, de uno o más enlazadores de injerto, en base al peso total de los monómeros del núcleo, y desde 0 hasta 50% en peso de uno o más monómeros copolimerizables etilénicamente insaturados, en base al peso total de los monómeros del núcleo. De las una o más cubiertas poliméricas que rodean el hule acrílico, la cubierta más externa es compatible con las segundas partículas poliméricas sólidas. La(s) cubierta(s) puede(n) comprender desde 0 hasta 40% en peso de las partículas de múltiples etapas.

En los polímeros de núcleo gomoso para las primeras partículas poliméricas sólidas, el acrilato de alquilo preferido es t-BA o n-BA. El monómero o monómeros copolimerizables etilénicamente insaturados pueden ser monómeros mono etilénicamente insaturados, tales como metacrilatos de alquilo y árenos mono etilénicamente insaturados, e.g., estireno. Los árenos etilénicamente insaturados, como se utiliza en la presente, incluyen tales monómeros aromáticos monoetilénicamente insaturados como estireno, alquilestirenos tales como metilestireno y etilestireno, otros vinilbencenos sustituidos en donde los sustituyentes no interfieren con la polimerización, y los monómeros aromáticos policíclicos de vinilo similares. El índice de refracción del polímero del núcleo y de la segunda partícula polimérica, puede opcionalmente igualarse exactamente para producir una composición casi completamente transparente.

Los monómeros de reticulación adecuados para utilizarse en el polímero del núcleo son generalmente monómeros di- o poli-etilénicamente insaturados copolimerizables con los otros monómeros del núcleo, en donde los grupos etilénicamente insaturados tienen aproximadamente igual reactividad, tales como, por ejemplo, divinilbenceno (DVB); glicol di- y tri- (met)acrilatos, tales como, por ejemplo, dimetacrilato de 1,4-butilen glicol, dimetacrilato de 1,2-etilenglicol, y diacrilato de 1,6-hexanodiol; triol tri (met)acrilatos, ftalato de dialilo, y lo similar. Los monómeros de reticulación preferidos son diacrilatos de butilen glicol.

Los monómeros de enlace de injerto adecuados para utilizarse en el polímero del núcleo son generalmente monómeros di- o poli-etilénicamente insaturados copolierizables con los otros monómeros del núcleo y que tienen reactividad suficientemente baja de uno de los grupos insaturados para permitir la insaturación residual significativa para permanecer en el polímero del núcleo, tales como, por ejemplo, metacrilato de alilo (ALMA), acrilato de alilo, maleato de dialilo, acriloxipropionato de alilo y lo similar. El monómero de enlace de injerto preferido es ALMA.

Rodeando el núcleo de una partícula de polímero de múltiples etapas se encuentra una o varias cubiertas de polímero. Los polímeros de cubierta pueden representar desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 40%, preferentemente, desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40% y, más preferentemente, desde aproximadamente 15 hasta aproximadamente 35%, en base al peso total de las partículas.

El polímero de la cubierta exterior de las primeras partículas poliméricas sólidas de múltiples etapas es preferentemente termodinámicamente compatible con el polímero en la superficie de las segundas partículas poliméricas sólidas. Por ejemplo, una cubierta de poli(metacrilato de metilo) será termodinámicamente compatible con un segundo polímero de poli (metacrilato de metilo) o poli(cloruro de vinilo). Otras de tales combinaciones de polímeros compatibles para las primeras y segundas partículas poliméricas sólidas se conocen por los expertos en la téenica, y otras pueden determinarse fácilmente mediante experimentación de rutina, como por ejemplo mediante la preparación de mezclas de las primeras y segundas partículas poliméricas sólidas propuestas y al examinar las mezclas para tal evidencia de compatibilidad como la ausencia de turbidez, la existencia de una única temperatura de transición vitrea, y lo similar.

Las primeras partículas poliméricas sólidas se pueden preparar por cualquier proceso que pueda proporcionar partículas que tienen un diámetro de partícula promedio desde 0.60 hasta 0.99 pm. Las primeras partículas poliméricas sólidas pueden formarse por métodos conocidos en la técnica tales como, por ejemplo, polimerización en emulsión, procesos de crecimiento con semilla y procesos de polimerización en suspensión. Tales polímeros se describen, por ejemplo, en las Patentes de E.U. Nos.4,403,003; 7,768,602; y 7,829,626, y también se ejemplifican en la presente. El polímero puede producirse en un proceso de múltiples etapas, tal como un proceso de núcleo/cubierta que puede dar como resultado una partícula de múltiples fases o una partícula en la cual las fases se co-mezclen para un gradiente de la composición a través de toda la partícula, o en un proceso de gradiente en el cual se varía la composición durante una o más etapas.

Preferentemente, las primeras partículas poliméricas sólidas se forman por polimerización en emulsión. En una modalidad preferida de la presente invención, las primeras partículas poliméricas sólidas se preparan por polimerización en emulsión acuosa de al menos un componente monomérico de ya sea el (co)polímero del núcleo o de una sola etapa para formar el (co)polímero en emulsión o partículas de oligómero sembradas, seguido del aumento de volumen de las partículas de semilla con uno o más componentes monoméricos del núcleo, e.g., a través de la absorción, y la polimerización de los uno o más monómeros dentro de las partículas de semilla en emulsión para producir las partículas de un diámetro promedio deseado y, preferentemente, tener una distribución de tamaño de partícula estrecha. Las etapas para el aumento de volumen y polimerización pueden repetirse hasta que las partículas han crecido al tamaño deseado del (co)polímero de núcleo o de una sola etapa. En donde las partículas de semilla se pre producen, las partículas que varían de tamaño y la composición adecuada para utilizarse como primeras partículas poliméricas sólidas pueden producirse mediante el uso de semillas de (co)polímero u oligómero que aumentan de volumen apropiadamente dimensionadas. Las partículas de semilla pueden producirse por (co)polimerización en emulsión convencional. Los precursores del polímero de semilla adecuados para producir las primeras partículas poliméricas sólidas pueden incluir, por ejemplo, partículas poliméricas en emulsión oligoméricas en el rango de 30-500 nm. Una o más o todas las etapas de aumento de volumen y polimerización pueden realizarse en la ausencia de condiciones que limitan el peso molecular del (co)polímero resultante, tal como, por ejemplo, en la ausencia de un agente de transferencia de cadena. Sin embargo, las partículas de semilla de (co)polímero en emulsión inicialmente formada no aumentan de volumen tan fácilmente como las partículas subsecuentes más grandes que tienen un peso molecular total inferior, formadas bajo condiciones que limitan el peso molecular del (co)polímero resultante. Al menos la etapa de (co)polimerización final se lleva a cabo típicamente bajo condiciones que no limitan el peso molecular del polímero.

Más preferentemente, los (co)polímeros del núcleo puede producirse por polimerización en emulsión de los monómeros utilizando condiciones que restringen el peso molecular del (co)polímero que forma, tal como por ejemplo, al incluir agentes de transferencia de cadena, e.g., mercaptanos, en la mezcla de polimerización para formar un oligómero o (co)polímero en emulsión que aumente de volumen más fácilmente. Por consiguiente, uno o más o todas las etapas de aumento de volumen y polimerización pueden realizarse utilizando las condiciones que restringen el peso molecular del polímero y tales etapas pueden alternarse, seguidas por o subsecuentes a las etapas de aumento de volumen y polimerización que pueden realizarse en la ausencia de condiciones que limitan el peso molecular del (co)polímero resultante. Más preferentemente, los (co)polímeros de núcleo o de una sola etapa pueden prepararse por polimerización en emulsión de los monómeros utilizando condiciones que restringen el peso molecular del (co)polímero que se forma, tal como, por ejemplo, mediante la inclusión de agentes de transferencia de cadena, e.g., mercaptanos, en la mezcla de polimerización para formar un oligómero o (co)polímero en emulsión que aumente de volumen más fácilmente. Por consiguiente, una o más o todas las etapas de aumento de volumen y la polimerización se pueden realizar utilizando las condiciones que restringen el peso molecular del polímero y tales etapas pueden alternarse, seguirse o subsecuentes a las etapas de aumento de volumen y de polimerización que pueden realizarse en la ausencia de condiciones que limitan el peso molecular del (co)polímero resultante.

Alternativamente, las partículas poliméricas secas pueden procesarse a un tamaño deseado y después dispersarse en agua si son dispersables en agua, i.e., incluyen grupos hidrofílicos tales como grupos hidroxilo, carboxilo o amina, o alternativamente, emulsionarse para formar una emulsión de aceite-en-agua. Por ejemplo, las partículas secas que tienen una Tg por arriba de la temperatura ambiente o de 25°C pueden triturarse, tal como mediante molienda a chorro y, si es necesario, pasarse a través de un clasificador de partículas para crear el diámetro promedio deseado y, si se desea, una distribución de tamaño de partícula más angosta. Las partículas gomosas o termoplásticas secas pueden criotriturarse y pasarse a través de un clasificador para crear el diámetro promedio deseado.

Otras téenicas alternativas para la fabricación de (co)polímeros en emulsión o núcleos de (co)polímero se describen en la literatura, tal como, por ejemplo, la Publicación Japonesa Kokai 62-84156, que describe un proceso de crecimiento que involucra la polimerización de mezclas de monómeros monofuncionales y polifuncionales, seguido por una plataforma con una alta concentración de monómeros polifuncionales, con iniciadores solubles en aceite sobre una semilla pre-formada para formar gránulos finos.

La reticulación de cualquier (co)polímero y cualquier enlazador de injerto de un (co)polímero de núcleo a un polímero de cubierta da como resultado la inclusión de uno o más monómeros de reticulación y/o de enlace de injerto copolimerizables en las mezclas monoméricas polimerizables.

Alternativamente, el polímero del núcleo puede reticularse y el polímero de núcleo puede enlazarse por injerto al polímero de cubierta utilizando otras téenicas conocidas, por ejemplo, reacciones de post-curado, tales como mediante la formación de un copolímero de un monómero que tiene un grupo peróxido pendiente y después activar el peróxido por calentamiento a una temperatura superior a la utilizada en la polimerización. El grupo peróxido activado promoverá el enlace de injerto y la reticulación de los componentes de polímero de núcleo/cubierta. En otro ejemplo, la reticulación o enlace de injerto pueden lograrse por post-curado mediante la adición a la polimerización de un segundo iniciador de radicales libres que sea estable a la temperatura inicial de polimerización y se active por la luz o a una temperatura superior, seguido por la activación del iniciador.

Se prefiere que las primeras partículas poliméricas sólidas de múltiples etapas de gradiente posean una resistencia a la deformación y baja termoplasticidad con el fin de retener sus dimensiones en condiciones de alta temperatura o de alta presión. La pérdida de la dimensión puede dar como resultado un mayor brillo especular a bajo ángulo y la disminución de la apariencia proporcionada por el perfil de brillo deseado. Para proporcionar una estabilidad dimensional mejorada de la partícula se prefiere que las partículas de múltiples etapas comprendan de 0.1-20% de un monómero de reticulación multivalente copolimerizado, preferentemente 2-10%, más preferentemente 4-10% en peso en base al peso de las partículas de múltiples etapas. Las partículas con insuficiente estabilidad dimensional tenderán a deformarse o aplanarse cuando se expongan al calor o presión y como resultado el brillo superficial del revestimiento aumentará a todos los ángulos especulares.

Las primeras o segundas partículas poliméricas sólidas de múltiples etapas pueden ser partículas poliméricas multilobulares. En el caso de las segundas partículas poliméricas sólidas, el polímero o lóbulos exteriores deben ser formadores de película. Los multilobulares se forman de diferentes y relativamente incompatibles composiciones de (co)polímero de núcleo y lóbulo, que varían hasta el grado que el parámetro de interacción, XC-L, es mayor a aproximadamente 0.05. El parámetro de interacción puede calcularse para los polímeros del lóbulo el núcleo por el método de Krause et al., J. Chem. Physics, 43, 2144(1965). Los valores apropiados de los valores de solubilidad de Hildebrand necesarios para el cálculo se pueden encontrar en Van Krevelen, "Propiedades de los Polímeros", Elsevier Públishers (Nueva York), 1976. Los multilobulares pueden formarse al agregar un incremento inicial de un par redox o de un agente de reducción solo e iniciar la alimentación de adición gradual del monómero de formación de lóbulo apropiado y la adición gradual del par redox simultáneamente con el monómero alimentado a medida que procede la polimerización a la misma o mayor tasa de adición hasta la terminación, en donde se agrega un aumento de nivel de uno o más surfactante con el monómero formador de lóbulo justo por debajo del nivel al que se inician nuevas partículas. El diámetro promedio de las partículas multilobulares en la presente se toma como el diámetro de una esfera de un volumen equivalente.

Es preferible que las primeras partículas poliméricas sólidas en la composición de revestimiento acuosa se estabilicen a fin de minimizar la separación o sedimentación. Esto puede lograrse mediante el uso de materiales espesantes o de fomento de la viscosidad tales como, por ejemplo, polímeros en emulsión solubles en álcali, polímeros solubles en álcali hidrofóbicamente modificados, resinas de uretano hidrofóbicamente mejoradas, y composiciones a base de arcilla incorporadas en la composición de revestimiento acuosa.

La composición de revestimiento acuosa de la presente invención incluye segundas partículas poliméricas sólidas que tienen una Tg calculada desde -60°C hasta 120°C y un diámetro de partícula promedio desde 50 nm hasta 500 nm.

El polímero de las segundas partículas poliméricas sólidas incluye típicamente al menos un monómero no iónico copolimerizado etilénicamente insaturado tal como, por ejemplo, un monómero de éster (met)acrílico incluyendo metil (met)acrilato, etil (met)acrilato, butil (et)acrilato, 2-etilhexil (met)acrilato, decil (met)acrilato, hidroxietil (met)acrilato, hidroxipropil (met)acrilato, (met)acrilatos y acetoacetatos funcionales con ureido, acetamidas o cianoacetatos de ácido (met)acrílico; estireno o estírenos sustituidos; etileno; vinil tolueno; butadieno; derivados de acetofenona o benzofenona monoetilénicamente insaturados, tal como por ejemplo, se enseña en la Patente de Estados Unidos No 5,162,415; acetato de vinilo u otros ásteres de vinilo; monómeros de vinilo tales como cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, fluoruro de vinilideno, y pirrolidona de N-vinilo; (met)acrilonitrilo; N-alquilol (met)acrilamida. El uso del término "(met)" seguido por otro término tal como (met)acrilato o (met)acrilamida, como se utiliza a través de toda la exposición, se refiere tanto a acrilatos o acrilamidas como a metacrilatos y metacrilamidas, respectivamente. El segundo polímero puede también ser un polímero de uretano. El segundo polímero es sustancialmente no reticulado, es decir, el primer polímero incluye menos de 1% en peso, preferentemente menos de 0.2% en peso, en base al peso del polímero, y más preferentemente 0% de un monómero copolimerizado multi-etilénicamente insaturado. Los monómeros multi-etilénicamente insaturados incluyen, por ejemplo, (met)acrilato de alilo, ftalato de dialilo, di (met)acrilato de 1,4-butilen glicol, di (met)acrilato de 1,2-etilen glicol, di (met)acrilato de 1,6-hexanodiol, y divinil benceno.

El segundo polímero tiene típicamente un índice de acidez desde 5 hasta 100, calculado al determinar el número de miliequivalentes de ácido por gramo en el primer polímero y multiplicando por el peso molecular del hidróxido de potasio. Los monómeros de ácido incluyen monómeros de ácido carboxílico tales como, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido maléico, itaconato de monometilo, fumarato de monometilo, fumarato de monobutilo, y anhídrido maléico; y monómeros de ácido que contienen azufre y fósforo. Los monómeros de ácido preferidos son monómeros de ácido carboxílico. Los monómeros más preferidos son el ácido (met)acrílico.

La temperatura de transición vitrea calculada ( "Tg") del segundo polímero es desde -60°C hasta 100°C. Las "Tgs Calculadas" de los polímeros en la presente son los calculados al utilizar la ecuación de Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volumen 1, Emisión 3, página 123 (1956)), es decir, para calcular la Tg de un copolímero de monómeros MI y M2, l/Tg (cale.) = p(Ml)/Tg(Ml) + p(M2)/Tg(M2) en donde Tg (cale.) es la temperatura de transición vitrea calculada para el copolímero p(MI) es la fracción en peso del monómero MI en el copolímero p(M2) es la fracción en peso del monómero M2 en el copolímero Tg(Ml) es la temperatura de transición vitrea del homopolímero de MI Tg(M2) es la temperatura de transición vitrea del homopolímero de M2, siendo todas las temperaturas en °K.

La temperatura de transición vitrea de los homopolímeros puede encontrarse, por ejemplo, en el "Manual de Polímeros", editado por J. Brandrup y E.H. Immergut, Editores Interscience. En el cálculo de las Tg en la presente se excluye la contribución de los monómeros de enlace de injerto copolimerizados. Para las segundas partículas poliéricas sólidas de multi-etapas la Tg calculada en la presente es la que calcula a partir de la composición global total de la partícula.

Las téenicas de polimerización utilizadas para preparar tales segundas partículas poliméricas, típicamente mediante polimerización en emulsión, son muy conocidas en la téenica tales como, por ejemplo, como se describe en las Patentes de E.U. No.4,325,856; 4,654,397; y 4,814,373. Los surfactantes convencionales pueden utilizarse tales como por ejemplo, emulsionantes aniónicos y/o no iónicos tales como por ejemplo, sulf tos de metal alcalino o amonio alcalino, ácidos sulfónicos de alquilo, ácidos grasos, y alquil fenoles oxietilados. La cantidad del surfactante utilizado es normalmente desde 0.1% hasta 6% en peso, en base al peso del monómero total. Se pueden utilizar procesos de iniciación térmica o redox. Pueden utilizarse iniciadores de radicales libres convencionales tal como por ejemplo, peróxido de hidrógeno, hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de t-amilo, persulfatos de amonio y/o alcalinos, típicamente a un nivel desde 0.01% hasta 3.0% en peso, en base al peso del monómero total. Los sistemas redox que utilizan los mismos iniciadores acoplados con un reductor adecuado tal como por ejemplo, formaldehído sulfoxilato de sodio, hidrosulfito de sodio, ácido isoascórbico, sulfato de hidroxilamina y bisulfito de sodio pueden utilizarse a niveles similares, opcionalmente en combinación con iones metálicos tales como por ejemplo, hierro y cobre, incluyendo además opcionalmente agentes acomplejantes para el metal. Se prefieren los procesos redox. La mezcla monomérica para una etapa puede agregarse pura o como una emulsión en agua. La mezcla monomérica para una etapa puede agregarse en una sola adición o más adiciones o de forma continua durante el periodo de reacción asignado para esa etapa, utilizando una composición uniforme o variable,· se prefiere la adición de la primera y/o la segunda emulsión monomérica de polímero como una sola adición. Los ingredientes adicionales tales como por ejemplo, iniciadores de radicales libres, oxidantes, agentes reductores, agentes de transferencia de cadena, neutralizadores, surfactantes, y dispersantes pueden agregarse antes, durante, o después de cualquiera de las etapas.

Un proceso de polimerización en emulsión de multi-etapas generalmente da como resultado la formación de al menos dos composiciones poliméricas mutuamente incompatibles, dando como resultado mediante esto la formación de al menos dos fases. La incompatibilidad mutua de dos composiciones poliméricas y la estructura de multifase resultante de las partículas poliméricas pueden determinarse de varias maneras conocidas en la téenica. Por ejemplo, el uso de microscopía electrónica de barrido utilizando técnicas de tinción para enfatizar la diferencia entre las fases, es tal técnica. El polímero en emulsión de multi-etapas puede referirse como un polímero de núcleo/cubierta. Las partículas poliméricas incluyen dos o más fases de diversas geometrías, tales como por ejemplo, de núcleo/cubierta o partículas de núcleo/cubierta, partículas de núcleo/cubierta con fases de cubierta encapsulando incompletamente el núcleo, y partículas de núcleo/cubierta con una multiplicidad de núcleos.

El diámetro de la partícula promedio de las segundas partículas poliméricas sólidas es desde 50 hasta 500 nanómetros. Pueden emplearse por ejemplo los procesos que producen distribuciones de tamaño de partícula polimodales, tales como los descritos en las Patentes de E.U. Nos. 4,384,056 y 4,539,361.

En la composición de revestimiento acuosa de la presente invención, la proporción en peso seco de dichas primeras partículas poliméricas sólidas a dichas segundas partículas poliméricas sólidas es desde 0.15:1 hasta 10:1; la composición de revestimiento acuosa incluye menos del 10%, preferentemente menos del 5%, más preferentemente menos del 2%, y más preferentemente 0%, en volumen, de las partículas de diluyente inorgánico. Las partículas de diluyente inorgánico en la presente tienen un índice de refracción de menos de 1.8 y típicamente mayor o igual a 1.3. Las partículas de diluyente inorgánico incluyen carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario, mica, arcilla, arcilla calcinada, feldespato, nefelina, sienita, wollastonita, tierra diatomasea, silicatos de alúmina, partículas poliméricas no formadoras de película, óxido de aluminio, sílice y talco.

La composición de revestimiento acuosa se prepara mediante teenicas que son muy conocidas en la técnica de los revestimientos. Las primeras y segundas partículas poliméricas sólidas se agregan bajo agitación de baja cizalladura junto con otros adyuvantes de revestimientos según se desee. La composición de revestimiento acuosa puede contener, además de las primeras y segundas partículas poliméricas sólidas, una solución formadora de película o no formadora de película o polímeros en emulsión no dentro de los parámetros de las primeras o segundas partículas poliméricas sólidas, en una cantidad desde 0% hasta 100% en peso de la suma de las primeras y segundas partículas poliméricas, pigmentos, y adyuvantes de revestimientos convencionales tales como por ejemplo, emulsionantes, agentes de coalescencia, anticongelantes, agentes de curado, amortiguadores, neutralizantes, espesantes, modificadores de reología, humectantes, agentes humectantes, plastificantes, agentes antiespumantes, absorbentes de UV, abrillantadores fluorescentes, estabilizadores de luz o calor, biocidas, agentes quelantes, dispersantes, colorantes, dispersiones de colorantes, ceras, repelentes al agua, pigmentos, extendedores y antioxidantes.

Como es generalmente el caso en composiciones acuosas que incluyen múltiples ingredientes y, particularmente, múltiples especies de partículas, es benéfico seleccionar materiales para su inclusión en la composición de revestimiento acuosa que interactúan favorablemente reduciendo la posibilidad de disminuir la estabilidad coloidal de los componentes individuales, cambiar la solubilidad de los componentes, o precipitar cualquiera de los componentes en el revestimiento acuoso o durante cualquier proceso de secado. En un aspecto, las mezclas indeseables pueden causar la generación de gel o grano que pueda interferir con el logro del perfil de brillo deseado del revestimiento seco, ya que reduciría la suavidad del revestimiento y reduciría el brillo especular de ángulo alto. En otro aspecto las mezclas indeseables pueden causar la separación o gelificación del revestimiento antes de poder aplicarse a la composición de revestimiento acuosa sobre un sustrato y puede crear un revestimiento seco con defectos que conducen a un pobre desempeño físico. Es muy conocido por los expertos en la téenica que la selección incorrecta de los componentes de una mezcla de revestimiento tal como, por ejemplo, dispersantes, espesantes, biocidas y solventes puede crear problemas potenciales. Una consideración adicional es la compatibilidad coloidal de las primeras y las segundas partículas poliméricas sólidas. Muchas veces las primeras y las segundas partículas poliméricas sólidas se proporcionan como dispersiones acuosas de partículas coloidalmente estabilizadas. Es importante que las segundas partículas poliméricas sólidas no exhiban incompatibilidad coloidal con las primeras partículas poliméricas sólidas. Esto puede lograrse al combinar partículas de la misma carga (i.e., todas las partículas contienen ya sea una carga negativa o una carga positiva), pero también puede llevarse a cabo al combinar una partícula de una carga con otra partícula esencialmente sin carga o una carga ligeramente diferente. La mezcla de partículas de cargas sustancialmente diferentes crea una incompatibilidad coloidal que puede conducir a la agregación de partículas (o grano de partículas) o gelificación completa de la composición de revestimiento. Una mezcla coloidalmente compatible en este sentido dará como resultado una composición de revestimiento no gelificada o un revestimiento libre de grano.

En ciertas modalidades puede agregarse un compuesto fotosensible tal como, por ejemplo, benzofenona o un derivado de acetofenona o benzofenona sustituido como se enseña en la Patente de E. U. No.5,162,415. En ciertas modalidades, la composición de revestimiento acuosa de la invención tiene un nivel de VOC (compuesto orgánico volátil) de menos de 150g/litro del revestimiento, alternativamente de menos de 100g/litro, o, además alternativamente de Og/litro a 50g/litro.

El contenido de sólidos de la composición de revestimiento acuosa puede ser desde 10% hasta 70% en volumen. La viscosidad de la composición de revestimiento acuosa puede ser de 50 centipoises hasta 50,000 centipoises, según se mide utilizando un viscosímetro Brookfield; las viscosidades apropiadas para diferentes métodos de aplicación varían considerablemente.

En el método para proporcionar un revestimiento de la presente invención la composición de revestimiento acuosa se aplica a un sustrato y, se seca, o se deja secar. La composición de revestimiento acuosa se aplica típicamente a un sustrato tal como, por ejemplo, madera, metal, composiciones poliméricas tales como poliéster, poliolefina, cloruro de polivinilo, y lo similar, cuero, papel, cartón, textiles tejidos o no tejidos, substratos cementosos tales como por ejemplo, concreto, estuco, yeso y mortero, superficies previamente impresas, pintadas o cebadas, y superficies desgastadas. La composición de revestimiento acuosa puede aplicarse a un sustrato utilizando métodos de aplicación de revestimientos convencionales tales como, por ejemplo, brocha de pintura, rodillo de pintura, rodillo de grabado, recubridor en cortina y métodos de aspersión tales como, por ejemplo, aspersión de aire atomizado, aspersión con aire, aspersión sin aire, aspersión de alto volumen y baja presión, y aspersión sin aire asistida por aire.

El secado de la composición de revestimiento acuosa puede proceder bajo condiciones ambientales tales como, por ejemplo, a 5°C hasta 35°C, o el revestimiento puede secarse a temperaturas elevadas, tales como, por ejemplo, desde 35°C hasta 150 °C.

Sin estar ligado a una teoría específica, se cree que el revestimiento se forma a partir del revestimiento polimérico acuoso de tal manera que predominantemente las segundas partículas poliméricas sólidas se fusionan para formar una película continua, mientras que las primeras partículas poliméricas sólidas retienen su naturaleza de particulado. Por consiguiente, la formación de la película del segundo polímero en emulsión puede beneficiarse de agentes de coalescencia, calor, y lo similar, pero deseablemente no a un nivel o grado que pueda poner en peligro la retención de la identidad y dimensiones de partícula de las primeras partículas poliméricas sólidas.

El revestimiento del revestimiento de la presente invención, cuando se pigmenta, es preferentemente por debajo de su concentración crítica de volumen de pigmento. El revestimiento exhibe el perfil de brillo deseado, i.e., la proporción del brillo especular a 85° al brillo especular de 20° es igual o mayor a 33, preferentemente igual o mayor a 40, y más preferentemente igual o mayor a 50. Para lograr este perfil de brillo se requiere que las primeras partículas poliméricas sólidas sean de un diámetro promedio que sea desde 0.60 mm hasta 0.99 mm y es deseable que las primeras partículas poliméricas sólidas mantengan sus dimensiones durante el proceso de formación de película. Se prefiere que el espesor de película del revestimiento sea de un mínimo de 5 nm mayor que el primer diámetro de partícula promedio polimérica.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención.

Abreviaturas Acrilato de etilo EA n-Acrilato de butilo BA Ácido acrílico AA Ácido metacrílico MAA Metacrilato de alilo ALMA Agua DI = agua desionizada Medición del tamaño de Partícula: Los diámetros de partícula de desde 40 nm hasta 500 nm en la presente son los medidos con un analizador de tamaño de partícula de Brookhaven Instruments BI-90 PLUS (Brookhaven Instruments Company, 750 Blue Point Road, Holtsville, NY 11742).

Los diámetros de partícula de desde 0.60 mieras hasta 0.99 mieras en la presente son los medidos utilizando un analizador de tamaño de partícula Multisizer IIE de Coulter Corporation.

Los diámetros de partícula mayor a 1 miera en la presente son los que se miden utilizando un Fotosedimentómetro de Centrífuga de Disco ( "DCP") (CPS Instruments, Inc.) que separa los modos por centrifugación y sedimentación a través de un gradiente de sacarosa. Las muestras se prepararon al agregar 1-2 gotas en 10 cc de agua DI que contiene 0.1% de lauril sulfato de sodio, se inyectó 0.1 cc de la muestra en el disco giratorio lleno con 15 cc de gradiente de sacarosa. Las muestras se analizaron con relación a un estándar de calibración de poliestireno. Las condiciones específicas fueron: gradiente de sacarosa 2-8%; velocidad del disco 10,000 rpm; el estándar de calibración fue 895 nm de diámetro de poliestireno.

Medición del Brillo Especular: Las aplicaciones de los revestimientos se prepararon a 25°C y 50% de humedad relativa (HR) utilizando un aplicador Bird sobre una tabla blanca Leneta. Los revestimientos se secaron durante 24 horas a 25°C y 50% de HR antes de realizar las mediciones de brillo. Se siguió el método ASTM D-523 para medir los valores de brillo utilizando un medidor de brillo BYK micro-TRI-gloss m. Los valores de brillo para cada muestra se reportaron en tres ángulos, 20°, 60° y 85°.

Muestra A. Formación de las segundas partículas poliméricas sólidas Síntesis de la muestra A, un polímero en emulsión de 2 etapas de 80nm con la composición: 80 (96.5 EA/3.5 AA)//20MMA: La Tg Calculada de la Etapa 1 es -19.04°C; la Tg calculada de la Etapa 2 es de 05°C. 'abla A.1 Mezclas utilizadas en la formación de la muestra A Un reactor equipado con un agitador y condensador, se cargó con 1035 g de agua DI. El nitrógeno se dejó burbujear a través del agua durante 30 minutos. El reactor se cubrió con nitrógeno y se cargó con la Mezcla A. Con la temperatura de la mezcla del reactor por debajo de 20°C, las Mezclas B, C y D se agregaron rápida y sucesivamente al reactor. A los 10 minutos, la temperatura se elevó a medida que inició la polimerización y alcanzó un punto máximo de aproximadamente 70°C. Diez minutos después de la temperatura máxima, se agregó la Mezcla E, seguida por la Mezcla F. El material en el reactor se dejó enfriar a 60°C y se agregó la mezcla G, seguido de las Mezclas H e I. Después de 5 minutos, las mezclas J y K se dosificaron por separado en el reactor durante 30 minutos mientras que el lote se enfrió. Se agregó entonces el neutralizador para neutralizar parcialmente el ácido polimerizado y después se filtró la muestra polimérica a través de un tamiz de 100 mallas para retirar coágulos.

Muestra B. Formación de un precursor de las primeras partículas poliméricas sólidas Preparación de las partículas poliméricas sólidas reticuladas de 0.045 mm de diámetro para elaborar las primeras partículas poliméricas sólidas en dispersión acuosa Tabla B1 Mezclas utilizadas en la formación de la Muestra B Un reactor equipado con agitador y condensador y cubierto con nitrógeno, se cargó con la Mezcla A y se calentó a 83°C. A los contenidos del reactor se agregó 10% de la Mezcla B emulsionada y 25% de la Mezcla C. La temperatura se mantuvo a 83°C y la mezcla se agitó durante 60 minutos, después de lo cual se agregó al reactor el resto de la Mezcla B y la Mezcla C con agitación durante un periodo de 120 minutos. Se continuó agitando a 83°C durante 90 minutos, después de lo cual los contenidos del reactor se enfriaron a temperatura ambiente. El tamaño de partícula y el contenido de sólidos de la emulsión resultante fueron 0.054 mm y 32.52%, respectivamente.

Muestra C. Formación de un precursor de las primeras partículas polimericas Las partículas de la Muestra B se desarrollaron a 0.21 mm de diámetro.

Tabla C-l Mezclas utilizadas en la formación de la Muestra C La mezcla A se agregó al reactor del Ejemplo 1 y se calentó a 88°C con agitación. El aire en el reactor se reemplazó por nitrógeno. Cuando se estabilizó la temperatura del reactor a 88°C, la Mezcla B se cargó en el reactor. Las Mezclas C y D emulsionadas, y la mezcla E se agregaron entonces al reactor con agitación, durante un periodo de 300 minutos. Se continuó agitando a 88°C durante 90 minutos. Los contenidos del reactor se enfriaron a 65°C. Se agregaron las Mezclas F y G y los contenidos del reactor se mantuvieron a 65°C con agitación durante 1 hora, después de lo cual los contenidos del reactor se enfriaron a temperatura ambiente. Las partículas de la emulsión resultantes tuvieron un diámetro promedio de 0.21 pm.

Muestra D. Formación de las primeras partículas poliméricas sólidas Las partículas de la Muestra C se expandieron para crear 0.84 mm de diámetro promedio de las primeras partículas poliméricas sólidas.

D.l Mezclas utilizadas en la formación de la Muestra D Al reactor de la Muestra C se agregó A3 que se calentó a 90°C con agitación. El aire en el reactor se reemplazó por nitrógeno. Cuando se estabilizó la temperatura del reactor a 90°C, se cargó la Mezcla B3 en el reactor. La Mezcla C3 se emulsionó con un homogeneizador y se cargó en el reactor. El reactor se agitó a 60°C durante 1 hora. La Mezcla D3 se emulsionó con un homogeneizador y se cargó en el reactor. Después de agitar 1 hora a 60°C, el reactor se calentó gradualmente a 65-70°C mientras que tuvo lugar una polimerización exotérmica. Después de alcanzar la temperatura máxima, se continuó la agitación mientras que el reactor se enfrió a 73°C en 30 minutos. Se cargó la mitad de la Mezcla F3. Las Mezclas E3, el resto de la F3, y G3 se agregaron entonces por separado en el reactor durante un periodo de 2 horas. La temperatura se mantuvo entre 73-75°C y se continuó la agitación durante 1 hora antes de que el reactor se enfriara a temperatura ambiente. Las primeras partículas poliméricas sólidas resultantes tuvieron un diámetro de 0.84 pm.

Muestra E. Formación de partículas poliméricas sólidas fuera del alcance del diámetro promedio de las primeras partículas polimérica sólidas.

La síntesis de un polímero en emulsión de 5 mm de diámetro promedio que tiene la composición de 2 etapas: 80 (96BA/4ALMA)//20(96MMA/4EA); La Tg calculada de la etapa 1 (sin incluir ALMA) es -54.0°C; La Tg calculada de la etapa 2 es de 97.5°C.

Formación del polímero de semilla para utilizarse en la preparación del polímero en partículas A menos que se indique de otro modo, los términos "cargado" o "agregado" indican la adición de toda la mezcla a la vez. Se prepararon las siguientes mezclas: Tabla E.l Mezclas de reacción utilizadas para la formación del polímero de semilla de la Muestra E Un reactor equipado con agitador y condensador y cubierto con nitrógeno, se cargó con la Mezcla A y se calentó a 82°C. A los contenidos del reactor se agregó 15% de la Mezcla B y 25% de la Mezcla C. La temperatura se mantuvo a 82°C y la mezcla de reacción se agitó durante 1 hora, después de lo cual se dosificaron el resto de la mezcla B y la mezcla C en el reactor, con agitación, durante un periodo de 90 minutos. Se continuó la agitación a 82°C durante 2 horas, despues de lo cual los contenidos del reactor se enfriaron a temperatura ambiente. El diámetro promedio de las partículas de la emulsión resultante fue 0.2 mieras.

Tabla E.2 Mezclas utilizadas en la formación de la segunda etapa de la Muestra E Se agregó la Mezcla A2 al reactor y se calentó a 88°C con agitación. El aire en el reactor se reemplazó por nitrógeno. Cuando se estabilizó la temperatura del reactor a 88°C, se cargó la Mezcla B2 en el reactor. Las Mezclas emulsionadas C2 y D2 y la mezcla E2 se agregaron entonces al reactor, con agitación, durante un periodo de 240 minutos. Se continuó la agitación a 88°C durante 90 minutos. Los contenidos del reactor se enfriaron a 65°C. Se agregaron las Mezclas F2 y G2 y los contenidos del reactor se mantuvieron a 65°C con agitación durante 1 hora, después de lo cual los contenidos del reactor se enfriaron a temperatura ambiente. Las partículas de la emulsión resultantes tuvieron un diámetro de 0.75 mieras según se midió por un analizador de tamaño de partícula Brookhaven Instruments BI-90.

E.3 Reactivos utilizados en la formación de partículas iméricas sólidas fuera del alcance de las primeras poliméricas sólidas A un reactor se agregó A4 y se calentó a 76°C con agitación. El aire en el reactor se reemplazó por nitrógeno. Cuando se estabilizó la temperatura del reactor a 76°C, se cargó la Mezcla B4 en el reactor. Se cargó 20% de la Mezcla C4 en el reactor. El reactor se agitó a 60-65°C durante 0.5 horas. Se cargó la Mezcla D4 en el reactor. Después de 23 minutos de agitación a 60-65°C tuvo lugar una polimerización exotérmica. Después de alcanzar la temperatura máxima, se continuó la agitación mientras se agregó el 80% restante de la Mezcla C4 durante 48 minutos. Se cargó 27.5% de la Mezcla F4. Las Mezclas E4, el resto de F4 y G4, se agregaron entonces por separado en el reactor durante un periodo de 45 minutos. La temperatura se mantuvo entre 75-80°C y se continuó la agitación durante 1 hora antes de que el reactor se enfriara a temperatura ambiente. A la dispersión resultante de partículas poliméricas se agregó 1.5% de ACRYSOL™ ASE-60 en base al peso total de la emulsión y se incrementó el pH mediante adiciones secuenciales de trietilamina a un pH de 7-9.

EJEMPLO COMPARATIVO A. Formación de la composición de revestimiento acuosa.

Se llevó a cabo la mezcla de ingredientes en un contenedor de plástico utilizando un agitador superior bajo agitación lenta. Primero, se mezclaron 1.63 g de ACRYSOL™ ASE 60 y una poción de amoniaco-28% (en total 0.27 g) durante 1 min. Se agregó 11.35 g de la Muestra D (29.72% de sólidos) a la mezcladora anterior bajo agitación continua; se agregó entonces la Muestra A (86.75 g) y el resto del amoníaco-28% y se agitó durante 2-3 minutos adicionales. La mezcla final fue una composición de revestimiento acuosa transparente.

ACRYSOL™ es una marca comercial de The Dow Chemical Company.

EJEMPLOS 1-2. Formación de las composiciones de revestimiento acuosas.

El procedimiento para elaborar los Ejemplos 1-2 fue el mismo que el descrito en el Ejemplo Comparativo A, excepto que se variaron las cantidades relativas de las Muestras A y C.

EJEMPLO 3. Se llevó a cabo la mezcla de los ingredientes en un contenedor de plástico utilizando un agitador superior. Primero, se mezclaron 1.87 g de agua DI y 0.47 g del 1124 durante 1 minuto. A continuación, se agregó lentamente 34.06 g de Ti-PURE™ R-746 durante un periodo de 2 minutos. La dispersión se continuó durante 5 minutos adicionales. Se agregaron la Muestra D (28.29 g), RHOPLEX™ VSR-50 (25.22 g), BYK™-028 (0.04 g), TEXANOL™ (0.57 g) y 0.07 g de amoniaco al 28% a la mezcladora anterior bajo agitación continua. La velocidad de agitación se incrementó y se agregó lentamente 0.86 g de ACRYSOL™ RM-2020. Se observó un aumento en la viscosidad durante la adición de ACRYSOL™ RM- 2020. Después, se agregó 1.27 g de ACRYSOL™ RM-8W bajo agitación a alta velocidad. Finalmente, se agregó 7.28 g de agua DI para ajustar la viscosidad. La mezcla final fue una composición de revestimiento acuosa pigmentada.

TAMOL™ y RHOPLEX™ son marcas registradas de The Dow Chemical Company; TI-PURE™ es una marca registrada de E.I. DuPont DE NEMOURS COMPANY; BYK™ es una marca registrada de ALTANA AG; TEXANOL™ es una marca registrada de Eastman Chemical Company.

EJEMPLOS 4-7 y EJEMPLO COMPARATIVO B. El procedimiento para elaborar los Ejemplos 4-7 y el Ejemplo Comparativo B fue el mismo que el descrito en el Ejemplo 3, excepto que varían las cantidades de los ingredientes como se indica en las tablas siguientes.

EJEMPLO COMPARATIVO C. En un contenedor de acero inoxidable, se mezclaron 7.31 de agua, 0.17 g de TAMOL™1124, 0.01 g de BYK™-028, y 0.02 g de TRITON™ CF-10 durante 1-2 minutos utilizando un dispersor Cowles. Después, se agregó lentamente bajo agitación a alta velocidad (1000 rpm) utilizando el dispersor Cowles, 6.98 g de OMYACARB™ 5 durante un periodo de 5 minutos. La dispersión se continuó durante 10-15 minutos adicionales a 1500 rpm. Se confirmó una dispersión uniforme de OMYACARB™ 5 utilizando un medidor de Hegman. Después de la trituración, se llevaron a cabo la dilución y el mezclado final siguiendo el procedimiento descrito en el Ejemplo 3.

OMYACARB™ es una marca registrada de OMYA AG.

EJEMPLOS COMPARATIVOS D-E. El procedimiento para elaborar los Ejemplos Comparativos D-E es el mismo que el descrito en el Ejemplo Comparativo C, excepto que varían las cantidades de OMYACARB™ 5 como se indica en la Tabla 10-3 a continuación.

EJEMPLO 8. Evaluación de revestimientos transparentes Se aplicaron las composiciones de revestimiento acuosas utilizando un aplicador Bird de 1.5 milipulgadas sobre una tabla de opacidad Leneta Form 3B. Se midió el brillo especular utilizando un medidor de brillo manual sobre la porción negra de la tabla de opacidad.

Tabla 8.1 Composiciones de revestimiento acuosas de cubierta transparente que contienen diversas proporciones de las primeras partículas poliméricas sólidas (Muestra D) a las segundas partículas poliméricas sólidas (Muestra A) y la evaluación de los revestimientos. Todos los pesos son en g.

Los revestimientos formados a partir de las composiciones de revestimiento acuosas de los Ejemplos 1-2 de la presente invención exhiben el perfil de brillo deseado con relación al del Ejemplo Comparativo A.

EJEMPLO 9. Evaluación de los revestimientos pigmentados Tabla 9.1 Composiciones de revestimiento acuosas pigmentadas que contienen una proporción 40:60 (pesorpeso) de las primeras partículas poliméricas sólidas (Muestra D) a las segundas partículas poliméricas sólidas (Muestra A) vs una Partícula de mayor diámetro de partícula (Muestra E en lugar de la Muestra D en la misma proporción y la evaluación de los revestimientos. Todos los pesos son en g.

Los revestimientos formados de las composiciones de revestimiento acuosas del Ejemplo 3 de la presente invención exhiben el perfil de brillo deseado con relación a la del Ejemplo Comparativo B.

EJEMPLO 10. Evaluación de los revestimientos pigmentados En este ejemplo el efecto de las primeras partículas poliméricas se contrasta con el de los extensores inorgánicos (CaC03).

Tabla 10.1 Composición de revestimiento acuosa pigmentada del Ejemplo 4 que contiene las primeras partículas poliméricas sólidas (Muestra D) (20 PVC) y Ti02 (20 PVC). 10.2. Composición de revestimiento acuosa l Ejemplo Comparativo C que no contiene las tículas poliméricas sólidas, el extensor Tabla 10.3. Resultados del brillo especular de los revestimientos formados a partir de los Ejemplos 4-7 y Ejemplos Comparativos E-G.

Los revestimientos formados a partir de las composiciones de revestimiento acuosas de los Ejemplos 4-7 de la presente invención exhiben el perfil de brillo deseado en relación a las de los Ejemplos Comparativos C-E en los que las primeras partículas poliméricas se han reemplazado con un extensor inorgánico.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de revestimiento acuosa que comprende: primeras partículas poliméricas sólidas seleccionadas del grupo que consiste de: partículas de copolímero de composición con índice de refracción (grin) graduado multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 pm; partículas de copolímero del multi-etapas que tienen un diámetro promedio de 0.60-0.99 mm y un núcleo gomoso que tiene una temperatura de transición vitrea calculada (Tg) de 20°C o menos; y mezclas de los mismos; y, segundas partículas poliméricas sólidas que tienen una Tg calculada de desde -60°C hasta 120°C y un diámetro de partícula promedio de desde 50 nm hasta 500 nm; en donde la proporción en peso seco de dichas primeras partículas poliméricas sólidas a dichas segundas partículas poliméricas sólidas es desde 0.15:1 hasta 10:1; y dicha composición de revestimiento acuosa comprende menos del 10% por volumen, de partículas de diluyente inorgánico.

2. La composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 1, en donde las primeras partículas poliméricas sólidas se seleccionan del grupo que consiste de partículas acrílicas de copolímero de multi-etapas, partículas de vinilo de copolímero de multi-etapas, partículas de copolímero gomoso sintético de multi-etapas, partículas de copolímero de uretano de multi-etapas, partículas de copolímero de injerto dispersables en agua, mezclas de las mismas, combinaciones de las mismas, y mezclas de las mismas con un(co)polímero reticulado de una sola etapa.

3. La composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 1, en donde las primeras partículas polimericas sólidas y las segundas partículas poliméricas sólidas son polímeros acrílíeos.

4. La composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 3, en donde dichas segundas partículas poliméricas sólidas son partículas acrílicas de copolímero en emulsión de dos etapas.

5. La composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 1 que comprende además partículas de pigmento.

6. Un método para proporcionar un revestimiento que comprende: (a) formar dicha composición de revestimiento acuosa de la reivindicación 1; (b) aplicar dicha composición de revestimiento a un sustrato; y, (c) secar, o dejar secar, dicha composición de revestimiento.

7. Un revestimiento formado por el método de la reivindicación 6 en donde la proporción del brillo especular de 85° al brillo especular de 20° es igual o mayor a 33.

8. El revestimiento de la reivindicación 7 que comprende además partículas de pigmento.

9. El revestimiento de la reivindicación 8 en donde dicho revestimiento se encuentra por debajo de su concentración crítica de volumen de pigmento.