COMPOSICIONES ELASTOMERICAS MEJORADAS QUE PUEDEN APLICARSE A LÍQUIDOS, CON REOLOGÍA DINÁMICA Campo de la Invención Esta invención se refiere a composiciones elastoméricas reológicamente-dinámicas mejoradas y más particularmente a una composición elaborada utilizando un portador de aceite nafténico y uno o más modificadores de reología para un comportamiento reológico mejorado como una función de la temperatura. Antecedentes de la Invención Una composición elastomérica aplicada en fluido reológicamente-dinámica que tiene utilidad para impermeabilización y otras aplicaciones, se ilustró en la Patente de los E.U.A. No . 5,763,014 de Pickett, que aquí se incorpora por referencia. La composición de Pickett puede caracterizarse por ser "reológicamente-dinámicas" debido a que el entremezclado de dos componentes A y B inicia una cantidad de transformaciones reológicas. El componente A comprende un hule látex acuoso (por ejemplo puede emplearse látex de estireno butadieno, hule natural, estireno butadieno estireno, hule de butilo, neopreno, hule de nitrito, acrilato, y semejantes, junto con agentes emulsificantes o estabilizantes de látex conocidos) . El componente B, por otra parte, comprende un portador de
aceite en donde se dispersó tanto un agente higroscópico como un agente vulcanizante. Al entremezclar, los componentes A y B formaron una mezcla de aceite-en-agua en donde se localizaron los agentes higroscópicos y vulcanizantes en la fase portadora de aceite continua y el hule se dispersó como gotitas en una fase de agua discontinua. Las ubicaciones respectivas de estos componentes configuran un sistema de reacción dinámica: el hule contenido en el ambiente acuoso del látex se hinchó por el portador de aceite, mientras que el agente higroscópico contenido en el portador de aceite se volvió químicamente ligado con el agua en la fase acuosa discontinua. Ambos factores contribuyen al endurecimiento gradual (por ejemplo viscosidad incrementada) de la mezcla de componentes, y facilitó el inicio de un tercer proceso: el agente o agentes de vulcanización contenidos en la fase portadora de aceite continua se introdujeron en el hule en la fase acuosa discontinua del látex, resultando en endurecimiento de la composición en una masa elastomérica sólida. La composición así proporciona al principio un líquido fluible o rociable que puede aplicarse en espesores substanciales y que se transforma en un espesor endurecido de masa sin requirir aplicaciones o revestimientos repetidos.
Los presentes inventores buscan mejorar la composición elastomérica reológicamente-dinámica ilustrada por la patente '014. Como punto de partida, enfocaron su atención sobre las características de fluidez de la composición como una función de la temperatura, y como ésta relación puede modificarse en vista de los fenómenos reológicos y las inter-relaciones de componentes dinámicos anteriormente discutidas. Fue durante aplicaciones de la composición como un revestimiento impermeable en superficies de construcción exterior, que empezaron a darse cuenta que las características de fluidez de la composición se afectaban en forma no usual, y esto fue particularmente evidente a bajas temperaturas. Cuando se recolectan datos y la viscosidad de la composición se mide como una función de la temperatura, se encontró que la viscosidad no fue consistente en el rango de temperatura de 4.44 a 37.8°C
(40-100°F) . Como se ilustra en la Figura 1, la composición
(de la patente '014) exhibe una característica de viscosidad altamente conveniente dentro del rango de aproximadamente 21.1 a 33.9°C (70-93°F) . Sobre y por debajo de este rango de temperatura, sin embargo fueron menos pronosticables los cambios de viscosidad con la temperatura. En particular, la composición se volvió cada vez más difícil de aplicar como un revestimiento, debido a su firmeza o rigidez de aceleración rápida. De esta manera,
los presentes inventores se dieron cuenta de que una composición elastomérica mejorada sería conveniente debido a que permite mayores posibilidades de uso y aplicación sobre un rango de temperatura mayor. La tarea de reformular composiciones elastoméricas, tales como cambiar los modificadores de reología, difícilmente es una cuestión rutinaria, particularmente para sistemas de dos fases dinámicos, como en el presente caso. Por ejemplo, una substitución incorrecta de uno o más modificadores de reología puede provocar que las partículas de hule permanezcan separadas en fase del portador de aceite. Esto puede resultar por una parte, en un producto de dos fases. Las substituciones incorrectas también pueden provocar por otro lado, que se transfieran partículas de hule muy rápidamente en la fase de aceite, resultando en una aceleración de viscosidad excesivamente rápida . Compendio de la Invención Como una mejora de formulaciones elastoméricas reológicamente dinámicas, de dos componentes, del tipo descrito en la patente de los E.U.A. 5,763,014 de Pickett, la presente invención logra un comportamiento de viscosidad lineal substancialmente extendido como una función de la temperatura. Las nuevas formulaciones de la presente invención no solo proporcionan mejor control sobre la
viscosidad de la composición, sino también la velocidad de transferencia de partículas de hule de las gotitas acuosas
(de la fase de látex discontinua) en el portador de aceite
(fase continua) . Este control mejorado sobre las dinámicas de reología se logra al substituir el aceite parafínico/aromático por Pickett '014 con un aceite nafténico (por ejemplo que contiene un aceite nafteño predominantemente en una cantidad de al menos 40 % en peso con base en el peso total del portador de aceite) . Para permitir que altos niveles de aceite nafteño sean empleado, los presentes inventores utilizaron un modificador de reología orgánico en la fase portador de aceite (por ejemplo componente B) que proporciona una estructura tixotrópica con lo que los sólidos pueden suspenderse en la fase aceite. Modificadores de reología ejemplares adecuados para utilizar en la invención incluyen un aceite de ricino modificado, una poliamida, un grupo alquileno de cadena recta o ramificada que tiene un peso molecular de 1000-100,000, sulfonato de calcio, una urea modificada o una mezcla de los mismos. Se prefiere en particular aceite de ricino modificado. Otras composiciones ejemplares además comprenden un modificador de reología inorgánico, tal como una arcilla activada. Pueden obtenerse arcillas activadas al tratar
arcilla esmectita (por ejemplo bentonita, hectorita, etc.) como un agente modificador de actividad de arcilla tal como una amina cuaternaria . Una mejora sorprendente obtenida por la combinación novedosa es que, cuando se mide la viscosidad
(V) como una función de la temperatura (T) , puede alcanzarse una pendiente extendida y substancialmente lineal definida por (dV/dTJ . El comportamiento de viscosidad del sistema demuestra un comportamiento lineal sobre un rango de temperatura mayor (por ejemplo dV/dT más consistente sobre el rango de 4.44 a 37.8°C (40-100°F) ) , que el logrado previamente por sistemas elastoméricos dinámicamente reológicos de dos componentes . Una formulación elastomérica ejemplar de la invención de esta manera comprende: componentes A y B que se combinan para formar una mezcla en donde se inicia una reacción de vulcanización para solidificar los componentes en una masa sólida; el componente A comprende un látex acuoso de hule natural o sintético; y el componente B del mismo comprende un portador de aceite en donde se dispersa un agente vulcanizante operativo para curar el hule de componente A, y el componente B además comprende un agente higroscópico operativo para ligar químicamente el agua en el componente A; los componentes A y B son operativos cuando se entremezclan para formar una mezcla de agua-en-
aceite, con lo que el portador de aceite que contiene el agente higroscópico y el agente vulcanizante proporciona una fase continua en donde una fase acuosa del componente A que contiene el hule, se dispersa como una fase discontinua, las ubicaciones respectivas del agente higroscópico, agente vulcanizante y hule, de esta manera proporcionan una dinámica de reacción en donde el hule se hincha por el aceite y el agente higroscópico liga químicamente agua en la fase acuosa discontinua de látex, de esta manera efectuando un incremento en viscosidad de los componentes entremezclados y permitir que el agente vulcanizante y hule se introduzcan entre sí, de manera tal que el curado pueda lograrse en un tiempo posterior a efectuar el incremento de viscosidad; el portador de aceite del componente B comprende: (a) un aceite nafténico en la cantidad de 40-90% del peso total del aceite portador; y (b) un modificador de reología orgánico, de preferencia un aceite de ricino modificado en la cantidad de 0.4% - 3.5% en peso total del aceite portador. En otras formulaciones ejemplares de la invención, un modificador de reología inorgánico, tal como una arcilla modificada, se emplea para mejorar adicionalmente el comportamiento de reología de la formulación como una función de la temperatura.
Además de las composiciones de formulación novedosas descritas anteriormente, la presente invención también proporciona métodos para producir composiciones elastoméricas . Breve Descripción de los Dibujos Una apreciación de la siguiente descripción detallada, puede lograrse por referencia a las figuras acompañantes, en donde La Figura 1 proporciona una ilustración gráfica comparativa del comportamiento de viscosidad de una composición reológicamente dinámica de la técnica previa
(patente de los E.U.A. No. 5,763,014) y el comportamiento de viscosidad de una composición de la presente invención, medido como una función de la temperatura; La Figura 2 es una ilustración gráfica del uso de un aceite de ricino modificado, que se somete a fuerzas de cizalla y emplea como un modificador de reología orgánico para utilizar en la presente invención; La Figura 3 es una ilustración gráfica del uso de una arcilla activada que se somete a fuerzas de cizalla y emplea como un modificador de reología inorgánico en la presente invención; y La Figura 4 es una ilustración gráfica del comportamiento de viscosidad de cuatro formulaciones como una función de temperatura, una formulación designada "1"
que es una formulación de la técnica previa de la Figura 1, y tres formulaciones designadas "2" a "4" que emplean un aceite nafténico de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La Figura 1 ilustra el comportamiento de viscosidad de dos composiciones elastoméricas reológicamente dinámicas. La viscosidad se midió como una función de temperatura utilizando un Reómetro AR-1000, disponible de TA Instruments, ajustado a una velocidad de cizalla de 1.5/S. La primer formulación (designada "1") fue una composición de la técnica previa como se ilustra en la patente de los E.U.A. No. 5,763,014 otorgada a Pickett. La segunda formulación (designada "2") fue una formulación ejemplar elaborada de acuerdo con la presente invención, como se discute más a continuación. Estas formulaciones son el tipo que involucra dos componentes (designados A y B) que pueden proporcionarse separados entre sí (en compartimientos, recipientes separados, etc.), y combinados (tal como en un sitio de trabajo) para iniciar un cambio de reología dinámico y finalmente endurecer la composición. Cuando la viscosidad (cambio expresado como dV) se mide contra la temperatura (cambio expresado como dT) para ambas formulaciones, puede verse fácilmente que, con respecto a la formulación ejemplar novedosa de la presente
invención, la linearidad de la pendiente (dV/dT) se extiende notablemente bien por debajo de 21.1°C (70°F) al igual que por encima de 32.2°C (90°F) . Las composiciones mejoradas de la presente invención se aprecian mejor en términos de sus diferencias fundamentales de la formulación descrita en la patente de los E.U.A. No. 5,763,014 de Pickett. El componente A de la presente invención puede comprender látex de hule conocidos junto con opcionales surfactantes y estabilizantes de látex (ver por ejemplo Pickett '014, Columna 4, Líneas 47-62) . En la patente ^014, el componente B comprende un aceite de proceso aromático y aceite parafínico como el portador de fluido aceite (ver por ejemplo Columnas 6, Líneas 44-45; Columna 7, Líneas 4-5; Columnas 7, Líneas 18-19; Columnas 8, Líneas 37-39) . Sin embargo, los presentes inventores se dieron cuenta de que los aceites aromáticos tienen un número predominante de aromáticos con propiedades físicas de alta solvencia y viscosidad. Estos tipos de aceites se caracterizan por una tendencia a incrementar dramáticamente en viscosidad a baja temperatura ambiente y se vuelven cerosos o semi-sólidos . También se dieron cuenta que los aceites parafínicos tienen parafinas (fórmula general CnH2n+2) como el componente principal, con propiedades típicas que incluyen baja solvencia y excelente estabilidad. El rango de temperatura de trabajo de la
composición, particularmente cuando se aplica a una superficie de substrato como un sistema de revestimiento, depende fuertemente de la viscosidad del componente 'de portador aceite. Debido a que la viscosidad de la mezcla de aceite aromático y parafínico puede cambiar significativamente con cambios de temperatura, el sistema de revestimiento tiene un rango de temperatura de trabajo relativamente estrecha. Cuando la composición se palustrea o aplica con llana o de otra forma se aplica manualmente sobre un substrato como un revestimiento, la composición puede caracterizarse por una tendencia a volverse pesada y difícil de dispersar a temperaturas inferiores a 10°C (50°F) o ser demasiado fluida para hacer una película consistente sobre 26.7°C (80°F) . Si se rocía, la composición puede ser demasiado espesa para bombear a las temperaturas inferiores y requerirá una fuente de calor externa. De esta manera, un comportamiento de temperatura mejorado se proporciona al utilizar aceite nafténico en el portador de aceite (componente B) . Los presentes inventores descubrieron sin embargo, que el aceite nafténico de preferencia requiere el uso de un modificador de reología orgánico como un espesante para el componente B y como una forma para controlar la transferencia de hule al portador de aceite nafténico. El uso de aceite nafténico en combinación con el modificador correcto,
resulta en mejoras sorprendentes y significantes en términos de lograr un rango de temperatura de trabajo extendido por el cual la composición puede aplicarse como un revestimiento. Para una comprensión más detallada de la presente invención, será de auxilio un juego de definiciones. El término "parafina" como se emplea aquí significa y se refiere a hidrocarburos que tienen cadenas rectas o ramificadas pero sin ninguna estructura de anillo: CH3 (CH2) nCH3 parafina de cadena recta CH3CH2CH2(CH2)raCH2CH(CH3) 2 parafina de cadena ramificada El término "nafteño" como se emplea aquí significa y se refiere a hidrocarburos saturados que contienen uno o más anillos, cada uno de los cuales puede tener una o más cadenas laterales parafínicas :
Alquileiclopentano Alquilciciohexano en donde la letra R representa un grupo alquilo de la fórmula CnH2n+? • El término "aromático" como se emplea aquí significa y se refiere a hidrocarburos que contienen uno o más núcleos aromáticos, tales como benzeno, naftaleno y sistemas de anillo fenantreno, que pueden enlazarse con
anilos de nafteno (substituidos) y/o cadenas secundarias parafínicas :
Benzeno Fenantreno Naftaleno Aromáticos, parafinas y naftenos, son los componentes principales, respectivamente de aceites aromáticos, aceites parafínicos y aceite nafténico. "Aceites aromáticos" así se denominan debido a que contienen un número predominante de aromáticos. "Aceites parafínicos" así se denominan debido a que contienen parafinas (que tienen la fórmula general CnH2n+2) como el componente principal. "Aceites naffénicos " tienen naftenos "(hidrocarburos cíclicos saturados (anillo de 6 átomos de carbono) con la fórmula general CnH2lJ como el componente principal . La Tabla 1 muestra los rangos típicos para los diversos aceites .
Tabla 1
Tipo de % Parafinas % Aromáticos % Naftenos aceite Parafínico 46-61 12-25 22-32 Aromático 0- 8 57-78 20-25 Nafténico 15-26 8-13 61-76
Los presentes inventores han seleccionado aceites "naffénicos " como el constituyente de aceite primario del portador de aceite (componente B) debido a que para propósitos de la presente invención, proporcionan superior solvencia (que los aceites parafínicos) , mejores propiedades a alta temperatura (que los aceites aromáticos), y excelente propiedades de manejo a baja temperatura. De esta manera, mientras que puede decirse que al especificar aceites "aromáticos" y "parafínicos", Pickett (en la patente de los E.U.A. No. 5,763,014) mostró en forma implicada los naftenos en el componente portador de aceite B, no se conocía hasta la presente invención que la dinámica de la formulación de dos componentes pudiera alterarse tan drásticamente al utilizar un aceite "nafténico". En otras palabras, el uso de "aceite nafteno" es diferente de utilizar "aceite nafténico" debido a que estos son dos conceptos diferentes que tienen un resultado
drásticamente diferente. El resultado se ilustra en la Figura 1, en donde el comportamiento de viscosidad de la formulación elastomérica se ilustra como una función de la temperatura. Composiciones elastoméricas que contienen aceite nafténico (ver trazo/curva etiquetada "2") demostraron una relación lineal entre viscosidad y temperatura, independientemente de la viscosidad inicial del sistema y una relación lineal (dV/dT) que puede ser mantenida consistentemente sobre un rango de temperatura mucho mayor que el caso para la formulación de la patente de los E.U.A. 5,763,014 (curva "1"). Éstos resultados sin duda dramáticamente diferentes. Ecuación (1) siguiente proporciona la correlación de viscosidad-temperatura para la curva 2 en la Figura 1. V = 4487 - 38 T (1) en donde V es viscosidad en cP (centipoises) , y T es temperatura en F (grados Fahrenheit) Sin embargo, para sistemas elastoméricos que contienen aceites aromáticos y parafínicos, la viscosidad cambió dramáticamente con la temperatura como se ilustra en la curva 1 de la Figura 1. La viscosidad y la temperatura tienen una relación no lineal, como se ilustra en la ecuación (2), como sigue: V = 189280 - 6172T - 69T^ (2)
en donde V es viscosidad en cP (centipoise) , y T es temperatura en F (grados Fahrenheit) El comportamiento lineal de la formulación hace más fácil el pronosticar el desempeño de la formulación en aplicaciones de temperaturas diversas (por ejemplo cuando el sitio de aplicación está sujeto a variaciones de temperatura externa, acumulación de calor, temperaturas de enfriamiento o congelamiento, etc.). Modificadores de reología orgánicos ejemplares para utilizar dentro del portador de aceite nafténico de la presente invención, incluyen aceite de ricino modificado, una poliamida, un alquileno lineal o ramificado que tiene un peso molecular de 1000-100,000, sulfonato de calcio, urea modificada o sus mezclas. Aceite de ricino modificado y/o una poliamida, se prefieren. La Figura 2 proporciona una ilustración gráfica del mecanismo de espesamiento de un modificador basado en aceite de ricino modificado (reología orgánico) en la presente invención. Las modificaciones preferidas son aceite de ricino incluyen hidrogenación, esterificación, epoxidación, sulfonación, polimerización o sus mezclas. Aceite de ricino modificado, que usualmente se proporciona con un polvo seco, puede incorporarse en formulaciones de la invención al colocarlo en aceite nafténico, que se
calienta y cizalla para dispersar las partículas. Cuando se cizallan y activan las partículas, proporcionan una red tri-dimensional (ilustrada como "agujas" en la Figura 2) que tiene un efecto tixotrópico. De acuerdo con esto, la formulación de la presente invención comprende un modificador de reología inorgánico que tiene una estructura de "castillo de cartas apiladas" dentro de un portador de aceite basado en aceite nafténico con un modificador de reología orgánico tal como aceite de ricino modificado (y/o una poliamida) . El aceite de ricino tiene tres porciones en su molécula y puede modificarse al someter enlaces éster interno, dobles enlaces y grupos hidroxilo a las siguientes modificaciones químicas para proporcionar los diversos aceites de ricino modificados (como se ilustra en la siguiente página) .
Tabla 2
Hidrólisis Polimerización Hidrólisis Esterificación Adición Priólisis Alcohólisis Sulfonación Halgenación Saponificación Halogenación Alcoxilación Halogenación Hidrogenación Esterificación Reducción Epoxilación Dehidración Amidacióh Fusión cáustica Sulfatación
Reacciones de uretano
Ácidos grasos, glicerol Aceites polimerizados Aceite de ricino deshidratado
Esteres Aceites sulfonados Ácido sebásico Alcoholes Aceites epoxidados Aceite de ricino halogenado
Halógenos-ácidos grasos Hidroxiestearatos Aceites alcoxilados Jabones Aceites halogenados Alquil y alquilaril esteres
Sales de amina, amidas Polímeros de uretano Mono- y di-glicéridos, Aceite de ricino sulfatado monoglicoles, etc. Ácido undecilénico
Aceite de ricino modificado
El aceite de ricino se deriva de los granos o guisantes de la planta de ricino Ricinus commmunis (familia
Euphorbiaceae) , y también denominado aceite de Palma Christi, aceite tangantangan y neoloide. El aceite de ricino es un triglicérido de diversos ácidos grasos, y tiene un alto contenido (87-90% en peso) de ácido ricinoleico (C18H3403, estructuralmente ácido cis-12-hidroxioctadeca-9-enoico) que tiene la fórmula estructural
CH3 (CH2) 5CH (OH) CH2CH=CH (CH2) 7COOH que es un ácido graso hidroxilado de dieciocho átomos de carbono, que tienen doble enlace. Aceites de ricino modificados preferidos se modifican por hidrogenación, epoxidación, esterificación, sulfonación, polimerización o sus combinaciones. Se
prefiere en particular aceite de ricino hidrogenado, cuyo constituyente principal es el glicérido de ácido 12-hidroxiesteárico, en ocasiones denominado "castorwax" . Cantidades menores de glicéridos mixtos de ácido y ácidos dihidroxiesteárico y esteárico se consideran presentes (debido a la hidrogenación) . Otro modificador de reología orgánico preferido es una poliamida derivada de ácido hidroxiesteárico, alfa-omega diaminas que contienen 2-10 átomos de carbono y ácidos dicarboxílicos. Modificadores de reología orgánicos más preferidos, son aceites de ricino modificados que tienen una poliamida mezclada en una proporción de 1:9 a 9:1. La sulfonación de aceite de ricino es otra modificación preferida. Esto también se conoce como aceite "rojo turco" (turkey-red) y se prepara al sulfonar aceite de ricino con ácido sulfúrico, resultando substancialmente en un éster de ácido sulfúrico, en donde el grupo hidroxilo del ácido ricinoleico está esterificado. Aceites de ricino modificados que se consideran adecuados para la presente invención están disponibles de Rheox, Inc. de Hightstown, New Jersey, como THIXCINMR (R y GR) y THIXATROL^ (1, ST, GST, SR-100, y PLUS) ; y también de Troy Chemical Corp. de Newark, New Jersey, como TR0YTHIXMR (XYZ, A, 42HA, Anti-sag4) .
En modalidades ejemplares adicionales de la invención, un modificador de reología inorgánico, tal como arcilla modificada, puede emplearse opcionalmente en combinación con el modificador de reología orgánico (aceite de ricino) descrito anteriormente, para estimular la compatibilidad entre el hule látex y componentes de aceite portador. La arcilla modifica de preferencia es un producto de reacción de arcilla esmectita (por ejemplo bentonita, hectorita) y un agente de modificación de arcilla. Un agente de modificación de arcilla preferido es una amina cuaternaria. Mayor modificación de arcillas puede realizarse por incorporación de activadores polares tales como propilen carbonato, metanol o agua. Arcillas modificadas con un agente de modificación de actividad, ayudan en proporcionar acumulación de viscosidad, control de pandeo, y propiedades de suspensión de pigmento en composiciones de la invención, y son particularmente útiles en donde las composiciones se utilizan como revestimientos. Estas arcillas tratadas típicamente están disponibles en forma de polvo. Para espesar una composición, el polvo de arcilla debe incorporarse, de manera tal que asegure que complejo de dispersión, activación y gelación de la arcilla se lleven a cabo. La Figura 3 ilustra un mecanismo ejemplar por el cual las arcillas modificadas proporcionan un efecto
espesante y/o tixotrópico en formulaciones basadas en aceite nafténico de la presente invención. Como se ilustra en la Figura 3, la arcilla modificada químicamente se proporciona como partículas seca o en una dispersión que se somete a fuerzas de cizalla que separan plaquetas individuales que, debido a que contienen cargas iónicas en sus superficies exteriores, se suspenden de manera muy semejante a un "castillo de cartas" dentro de un fango acuoso. Esta estructura de modificación de reología puede apreciarse durante agitación y/o entremezclado de los componentes A y B de la presente invención. Modificadores de reología inorgánicos preferidos para utilizar en la presente invención son arcillas modificadas, tales como arcilla esmectita, cuya actividad puede modificarse (o "activarse") utilizando uno o más agentes modificadores de actividad de arcilla, incluyendo: cationes inorgánicos (multivalentes tales como calcio, magnesio, aluminio, hierro o mezcla) (o monovalentes tales como K, NH4, Cs, Rb, Fr, o mezcla) ; cationes orgánicos (por ejemplo amina cuaternaria, fosfonio, piridinio, sulfonio, amonio policuaternario, óxido de amina o compuesto orgánico que contiene un solo grupo de sal amina catiónica) ; moléculas orgánicas polares capaces de ser absorbidas por arcilla (por ejemplo oxialquilenos, éter corona, alcohol polivinílico, ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico,
poliacrilato, policarbonato (por ejemplo propilen carbonato) , polimetacrilato, gluconato, heptagluconato, ácido heptaglucónico, ácido glucónico, jarabe de maíz, o una mezcla de los mismos) ; dispersantes de arcilla (por ejemplo polifosfato, hexametafosfato, tripolifosfato, pirofosfato, o su mezcla) ; o una mezcla de cualquiera de los agentes de modificación de arcilla anteriores. Formulaciones ejemplares de la composición pueden contener los siguientes ingredientes claves en los siguientes rangos (porcentajes con base en % en peso de la composición total) como sigue: Tabla 3
Ingrediente Rango Más Preferido Preferido en clave preferido particular Componente A Hule 60-70 62-68 63-67 Agua 30-40 32-38 33-37 Componente B Aceite 45-65 50-60 52-58 nafténico Paquete 1.0-10.0 2.0-8.0 2.5-5.0 Vulcanizante Arcilla 0.2-1.5 0.3-1.2 0.4-1.0 Modificada
Ingrediente Rango Más Preferido Preferido en clave preferido particular Aceite de 0.4-3.5 0.6-3.0 0.8-2.5 ricino modificado Pigmentos 0.2-3.0 0.3-2.5 0.4-2.0 (Ti02) Cal viva 20-50 25-45 30-40 (óxido de calcio) Relleno o 37265 37294 37351 carga (Carbonato de Ca/arena)
Los rangos preferidos se dan en términos de por ciento en peso, con base en el peso total del componente particular (A o B) en donde se mezcla el ingrediente identificado. El rango en por ciento preferido de cualquier ingrediente dado, dependerá de una variedad de factores, tal como el hule particular empleado y la cantidad relativa de los otros componentes identificados usados . Debe tenerse cuidado en asegurar
Las composiciones de la invención pueden aplicarse como revestimientos a una variedad de superficies utilizando cualquier técnica de aplicación conocida, incluyendo sin limitación por aplicación con llana, rocío, vaciado y revestimiento con rodillo. Los siguientes ejemplos se proporcionan a manera de ilustración solamente y no se pretende que limiten el alcance de la invención. Eiemplo 1 Un sistema de formulación se prepara en donde los componentes A y B tienen los siguientes ingredientes con base en el peso seco total de sólidos de la mezcla total
(total de sólidos cuando A y B se combinan) . Componente A: látex acuoso de estireno butadieno (20-25%) . Componente B: portador de aceite nafténico (35-55%) , arcilla modificada (0.2-1.0%), aceite de ricino modificado (0.2 a 2.5%), arena (4-6%), CaO (20-30%), azufre (0.25-1.5%), óxido de zinc (0.5-2.5%), isopropil xantato de zinc (0.25-1.0%), y complejo de dibutil ditiocarbamato dibutilamina de zinc (0.25-1.0%) . El componente A es un látex de color lechoso (blanco) y se vacía en el componente B, que puede adquirir cualquier color dependiendo de los pigmentos, de haber, empleados. Los componentes deberán ser mezclados en forma delicada y lenta. Debe tenerse cuidado en evitar mezclado
excesivo o mezclado vigoroso, debido a que el proceso de endurecimiento puede avanzar muy rápidamente. Cuando la composición se va aplicar como un revestimiento a una superficie, una pistola de rocío o llana de mano, se utiliza para aplicar la mezcla de formulación, que deberá tener una propiedad tixotrópica suficiente para aplicación a una' superficie de pared horizontal, vertical o curva, por ejemplo. Un espesor de revestimiento de aproximadamente 1-3 mm se logra. Ejemplo 2 Este ejemplo se pretende para que muestre la diferencia en dependencia de temperatura de la viscosidad, entre los sistemas de revestimiento en esta invención y la técnica previa. La Figura 4 muestra los trazos de viscosidad como una función de temperatura para tres diferentes materiales de revestimiento. Los trazos de las "curvas" 1 y 4 representan los materiales preparados con la misma formulación excepto que el trazo 1 representa el material (componente B referido en la patente de los E.U.A. No. 5,763,014) con una mezcla de aceites aromático y parafínico como el portador de aceite, mientras que el trazo 4 representa el material (componente B descrito en esta invención) con aceite nafténico como portador de aceite en el componente B. Los trazos 2 y 3 también representan los
comportamientos de materiales que contienen aceite nafténico pero con formulaciones ligeramente diferentes. Claramente, la dependencia de viscosidad en la temperatura por materiales que contienen aceite nafténico, fue mucho menor que los materiales que contienen la mezcla de aceite aromático y parafínico. Esto se ilustra en la Figura 4, en donde las líneas de gráfica tratadas para las formulaciones "2" a "4" demuestran mayor linearidad que la formulación de la técnica previa "1" en un rango de temperatura mayor. Las formulaciones de "1" a "4" se proporcionan en la tabla siguiente : Tabla 4
Formulación, % en peso Ingrediente 1 2 3 Aceite aromático 36 Aceite parafínico 24 Aceite nafténico 60.7 60.4 60
Pigmentos 2.2 0.5 0.5 2.2
Paquete de vulcanización 3.3 3.4 3.4 3.3
Óxido de calcio 33 33 33 33
Carbonato de calcio 1.1 1.1 revestido con estearato Activado/Arcilla Mod. 0.5 1 0.7 0.5
Aceite de ricino Mod. 0.9 1.3 2 0.9
(El aceite aromático fue "Subdex 8600T" de Sun Company, Inc. El aceite parafínico fue Sunpar L @104 de Sun Company, Inc. El aceite nafténico fue Shellflex 6212 de Shell Oil Company. La arcilla modificada fue Arcillatone 40 y el activador fue propilen carbonato. Aceite de ricino modificado fue Troythix A de Troy Chemical Corp . ) Ejemplo 3 Tres revestimientos con diferente balance de modificadores en el Componente B se prepararon y enlistan en la Tabla 4. El componente A fue un látex de estireno butadieno al 66% en peso, que se vació en el componente B y mezcló lentamente. Para la formulación X, parte del componente A permaneció separado en fase, incluso después de mezclado completo, resultando en partículas de hule incrustadas en una mezcla de hule-aceite después de vulcanización. La formulación Y, utilizando lotes de arcilla modificada, promovió mezclado inicial, pero perdió capacidad de trabajo después de unos cuantos minutos, debido a que el endurecimiento procedió muy rápidamente.
La formulación Z ofreció un balance de cualidades de mezclado deseable iniciales y posteriores cualidades de trabaj o . Tabla 5
Formulación % en peso Ingrediente X Y z Aceite nafténico 55 54.7 55.5
Pigmentos 0.7 0.5 0.5 Paquete de vulcanizaci .ón 3.3 3.3 3.3 Óxido de Calcio 33 33 33 Arena 5 5 5 Activado+Arcilla Mod. 0 2.5 0.7 Aceite de ricino Mod. 3 1 2 (Troythix A)
(El aceite nafténico fue Shellflex 6212 de Shell Aceite. La arcilla modificada fue Arcillatone 40, y el activador de arcilla fue propilen carbonato.) El alcance de la invención no se pretende limitado por las modalidades ejemplares anteriores que se proporcionan para propósitos ilustrativos.