MXPA06011748A - Composiciones de recubrimiento de polimero en emulsion con bajo contenido de voc. - Google Patents

Abstract

Una composicion de recubrimiento acuoso de latex y metodo para preparar una composicion de recubrimiento acuoso de latex, que comprende al menos un derivado oligomerico de etilenglicol que tiene la estructura RO-(CH2-CH2-O-)n-H, al menos un polimero de latex, y agua, en donde R es H o alquilo con C1-C4 y preferiblemente H, y n es de 3 a 9, preferiblemente de 3 a 8, y mas preferiblemente de 3 a 6. El derivado oligomerico de etilenglicol funciona tanto como un solvente coalescente asi como un estabilizador de congelacion-descongelacion sin contribuir al contenido de VOC de la composicion.

Description

COMPOSICIONES DE RECUBRIMIENTO DE POLÍMERO EN EMULSIÓN CON BAJO CONTENIDO DE VOC CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al uso de aditivos a base de etilenglicol para reducir el contenido de Compuesto Orgánico Volátil (VOC) de composiciones de recubrimiento acuoso tales como pintura y otras composiciones de recubrimiento al mismo tiempo que mantienen la estabilidad de congelación-descongelación y la resistencia al frotamiento húmedo de estas composiciones. En particular, la presente invención se refiere al uso de ciertos derivados de etilenglicol en lugar de solventes VOC para reducir el contenido de VOC de las composiciones de recubrimiento acuoso al mismo tiempo que se mantiene la estabilidad de congelación-descongelación y la resistencia al frotamiento húmedo de estas composiciones . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las composiciones de recubrimiento acuoso de látex, tales como pinturas de látex, se utilizan para una variedad de aplicaciones, típicamente para la decoración o protección de superficies . Las composiciones de recubrimiento de látex contienen aglutinantes de látex, típicamente polímeros en emulsión, mantenidos en solventes líquidos. En la aplicación de los materiales de recubrimiento, los solventes se evaporan y los aglutinantes se endurecen en un estado mecánicamente rígido al mismo tiempo que se aglutinan los pigmentos, agentes de relleno, y otros aditivos. Varios tipos de aditivos se pueden agregar a las composiciones de recubrimiento de látex para mejorar su rendimiento. Por ejemplo, las composiciones de látex frecuentemente son inestables a baja temperatura y cuando se exponen a ciclos de congelación y descongelación. Frecuentemente se utiliza el etilenglicol y propilenglicol como aditivos anti-congelantes para evitar que la composición se congele y para mejorar el rendimiento de la composición a bajas temperaturas . Adicionalmente, con frecuencia se utilizan solventes coalescentes como aditivos para disminuir la temperatura mínima de formación de película (MFFT) de la composición, lo cual permite aplicar el recubrimiento a una temperatura más baja. Los solventes coalescentes, ejemplares, incluyen monoisobutirato de 2, 2,4-trimetil-l, 3-pentandiol y benzoato de 2-etilhexilo . Los solventes coalescentes también afectan la resistencia al frotamiento húmedo, es decir la durabilidad, y la resistencia del bloqueo, es decir la dureza, del recubrimiento resultante . Muchos de los aditivos utilizados como agentes coalescentes y agentes anti-congelantes son efectivos para sus propósitos pero se están volviendo cada vez menos deseables debido a que los mismos son VOCs. Después de la aplicación de la composición de látex a un substrato, los VOCs se evaporan lentamente en el ambiente. Puestos que los niveles permisibles de VOC continúan disminuyendo como resultado de las regulaciones ambientales, se ha desarrollado la necesidad en la técnica de producir composiciones de látex con niveles más bajos de VOC. Sin embargo, también existe la necesidad de mantener el rendimiento de las composiciones de látex aún en estos niveles más bajos de VOC. Además, la meta para lograr buenas propiedades coalescentes, evidenciadas por una buena resistencia al frotamiento húmedo, desde hace tiempo ha sido considerada antagónica a la meta de lograr una buena estabilidad de congelación-descongelación, particularmente en la ausencia de aditivos con solventes VOC. La resistencia al frotamiento húmedo generalmente empeora cuando la MFFT del látex se incrementa y alcanza la temperatura de curado ambiente. De manera convencional se han agregado solventes coalescentes, típicamente VOCs, para reducir la MFFT de las composiciones de recubrimiento para mejorar las propiedades de coalescencia a baja temperatura de las composiciones. Sin embargo, cuando se reduce la MFFT de un polímero en emulsión, la estabilidad de congelación-descongelación de la composición disminuye. Por consiguiente, la producción de composiciones de recubrimiento de látex que en el pasado había mejorado la resistencia al frotamiento húmedo y la estabilidad de congelación-descongelación, ha requerido la adición de varios solventes VOC. Los recientes intentos para eliminar los VOCs al mismo tiempo que para mantener un rendimiento aceptable de recubrimiento, se han enfocado en la modificación del aglutinante de látex para hacerlo capaz de coalescer en la ausencia de un aditivo coalescente. Sin embargo, la modificación del polímero aglutinante tiende a reducir al menos una de la coalescencia a baja temperatura, la resistencia a la congelación-descongelación, o la resistencia al frotamiento húmedo del recubrimiento resultante, comparada de otra manera con polímeros no modificados, similares, aplicados con aditivos VOC . Por lo tanto, se desea producir una composición de recubrimiento acuoso de látex con poco o ningún contenido de VOC sin reducción en la coalescencia, estabilidad de congelación-descongelación, o resistencia al frotamiento húmedo, y sin la modificación requerida de aglutinante de látex.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una composición de recubrimiento acuoso de látex que comprende un aditivo oligomérico el cual funciona tanto como solvente coalescente como estabilizador de congelación-descongelación sin elevar el contenido de VOC de la composición. La composición proporciona recubrimientos de propiedades comercialmente aceptables al mismo tiempo que reducen sustancialmente la necesidad de VOCs dentro de la composición de recubrimiento. La composición de recubrimiento ventajosamente comprende menos de 250 g/l de VOCs, y más ventajosamente no comprende un contenido sustancial de VOCs. Por consiguiente, pueden producirse composiciones de recubrimiento acuoso que posean niveles más bajos de VOC que las composiciones convencionales de recubrimiento acuoso y que son ambientalmente más deseables que los recubrimientos convencionales de látex. La composición de recubrimiento comprende al menos un derivado oligomérico de etilenglicol, al menos un aglutinante de látex, y agua. La composición también puede contener un cierto número de aditivos que se discuten con más detalles posteriormente . Al menos un derivado oligomérico de etilenglicol de la composición de recubrimiento tiene la estructura: RO- (CH2-CH2-0-)n-H, en donde R es H ó alquilo con Q1.-C4 y preferiblemente H; y n es de 3 a 9, preferiblemente de 3 a 8, y más preferiblemente de 3 a 6. Si existe una pluralidad de derivados oligoméricos de etilenglicol que tengan valores variables para n, preferiblemente el valor promedio para n está dentro del rango reivindicado anteriormente y de manera preferible todos o sustancialmente todos los derivados oligoméricos de etilenglicol incluidos en la composición, están dentro de los rangos para n proporcionados anteriormente . El látex de la composición ventajosamente es un polímero en emulsión, y puede ser seleccionado del grupo que consiste de acrílicos puros, acrílicos de estireno, acrílicos de vinilo y copolímeros acrilados de acetato de etilen-vinilo, o derivarse de al menos un monómero acrílico seleccionado del grupo que consiste de ácido acrílico, esteres de ácido acrílico, ácido metacrílico, y ásteres de ácido metacrílico, o derivarse además de uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de estireno, estireno de a-metilo, cloruro de vinilo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, metacrilato de ureido, acetato de vinilo, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, etileno, y dienos conjugados con C4-C8. De conformidad con una modalidad, la composición es una pintura. Para proporcionar la pintura, se agrega al menos un pigmento inorgánico a la composición. Tal pigmento se puede seleccionar ventajosamente del grupo que consiste de Ti02, arcilla, CaC03, talco, baritas, óxido de zinc, sulfito de zinc, y combinaciones de los mismos. La composición puede contener aditivos adicionales, que son conocidos en la técnica, para modificar las características de la composición de látex con tal de que aquellos aditivos no incrementen el contenido de VOC de la composición por arriba de los valores contemplados por esta descripción. Estos aditivos pueden incluir uno o más plastificantes, retardantes de secado, dispersantes, agentes tensioactivos o agentes humectantes, modificadores de reología, antiespumantes, espesantes, biocidas, productos químicos contra el moho, colorantes, ceras, perfumes o co-solventes. De conformidad con otra modalidad, la invención comprende un método para preparar una composición de recubrimiento acuoso, que comprende el paso de preparar el aglutinante de látex polimérico utilizando polimerización en emulsión y combinando el aglutinante con el derivado de etilenglicol para formar una composición acuosa. Opcionalmente, se puede mezclar al menos un pigmento y otros aditivos con la composición resultante de aglutinante de látex para producir la composición de recubrimiento acuoso.

Alternativamente, los derivados de etilenglicol de la invención se pueden utilizar para reemplazar los solventes VOC utilizados en los métodos tradicionales para preparar composiciones de recubrimiento . De conformidad con otra modalidad, la invención comprende un substrato recubierto con una composición de recubrimiento seco, en donde la composición de recubrimiento seco comprende al menos un derivado oligomérico de etilenglicol y al menos un aglutinante de látex. La composición de recubrimiento seco también puede contener un cierto número de aditivos como se describe con más detalle en la presente, aunque está sustancialmente libre de agua u otros solventes . Se ha inventado una composición de recubrimiento en la cual simultáneamente se ha mantenido o mejorado la estabilidad de congelación-descongelación y la coalescencia a baja temperatura. Estos resultados se obtienen utilizando un solo aditivo no-VOC, el cual actúa tanto como solventes coalescentes como solvente de congelación-descongelación. Estos y otros aspectos y ventajas de la presente invención, serán fácilmente evidentes para aquellos expertos en la técnica en consideración de la siguiente descripción detallada, la cual describe las diversas modalidades de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En la siguiente descripción detallada, se describen modalidades preferidas con detalle para facilitar la práctica de la invención. Aunque la invención se describe con referencia a estas modalidades preferidas, específicas, se entenderá que la invención no está limitada a estas modalidades preferidas sino que incluye numerosas alternativas, modificaciones y equivalentes que serán evidentes a partir de la consideración de la siguiente descripción detallada. La presente invención proporciona una composición de recubrimiento acuoso de látex que comprende un derivado oligomérico de etilenglicol que funciona tanto como un solventes coalescentes así como un estabilizador de congelación-descongelación. El derivado de etilenglicol no está clasificado como un compuesto orgánico volátil bajo el Método de Prueba EPA 24 y no afecta negativamente el contenido VOC de la composición. Por consiguiente, puede producirse una composición de recubrimiento que tenga propiedades favorables de coalescencia y congelación-descongelación, con poco o ningún contenido de VOC, de conformidad con la invención. La composición contiene al menos un polímero de látex, al menos uno de los derivados especificados de etilenglicol, y agua. La composición opcionalmente puede contener pigmentos u otros aditivos, pero preferiblemente tiene un contenido de VOC menor de 250 g/l, y más preferiblemente tiene un contenido de VOC menor de 100 g/l, menor de 50 g/l, o incluso substancialmente de cero, es decir menos de 10 g/l, cuando se determina utilizando el Método ASTM D3960. Al menos un polímero de látex utilizado en la composición de recubrimiento acuoso puede seleccionarse de una amplia variedad de polímeros que son conocidos en la técnica de las composiciones de recubrimiento de látex. Por ejemplo, al menos un látex puede derivarse de monómeros que comprenden al menos un monómero acrílico seleccionado del grupo que consiste de ácido acrílico, esteres de ácido acrílico, ácido metacrílico, y esteres de ácido metacrílico. Alternativamente, el polímero de látex puede incluir uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de estireno, estireno de a-metilo, cloruro de vinilo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, metacrilato de ureido, acetato de vinilo, esteres de vinilo de ácidos monocarboxílicos terciarios, ramificados (por ejemplo esteres de vinilo comercialmente disponibles bajo la marca Veova® de Shell Chemical Company o vendidos como Exxar® Neo Vinyl Esters por ExxonMobil Chemical Company) , ácido itacónico, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, y etileno. También es posible incluir dienos conjugados con C4-C8 tales como 1,3-butadieno, isopreno y cloropreno.

Preferiblemente, los monómeros incluyen uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de acrilato de n-butilo, metacrilato de metilo, estireno y acrilato de 2-etilhexilo . El polímero de látex típicamente se selecciona del grupo que consiste de acrílicos puros (que comprenden ácido acrílico, ácido metacrílico, un éster de acrilato, y/o un éster de metacrilato como los monómeros principales) ; acrílicos de estireno (que comprenden estireno y ácido acrílico, ácido metacrílico, un éster de acrilato, y/o un éster de metacrilato como los monómeros principales) ; acrílicos de vinilo (que comprenden acetato de vinilo y ácido acrílico, ácido metacrílico, un éster de acrilato, y/o un éster de metacrilato como los monómeros principales) ; y copolímeros acrilados de etilen-vinilo (que comprenden etileno, acetato de vinilo y ácido acrílico, ácido metacrílico, y éster de acrilato y/o éster de metacrilato como los monómeros principales) . Los monómeros también pueden incluir otros monómeros principales tales como acrilamida y acrilonitrilo, y uno o más monómeros funcionales tales como ácido itacónico y metacrilato de ureido. La dispersión del polímero de látex preferiblemente incluye desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 75% de sólidos y un tamaño de partícula media de látex desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 650 nm. El polímero de látex preferiblemente está presente en la composición de recubrimiento acuoso en una cantidad desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 60 por ciento en peso, y más preferiblemente desde 8 hasta aproximadamente 40 por ciento en peso (es decir, el porcentaje en peso del polímero de látex seco, basado en el peso total de la composición de recubrimiento) . Al un derivado oligomérico de etilenglicol tiene la estructura : RO-(CH2-CH2-0-)n-H, en donde R es H ó alquilo con C?-C4 y preferiblemente H; y n es de 3 a 9, preferiblemente de 3 a 8 , y más preferiblemente de 3 a 6. Si existe una pluralidad de derivados oligoméricos de etilenglicol que tengan valores variables para n, preferiblemente el valor promedio para n está dentro del rango reivindicado anteriormente y de manera preferible todos o sustancialmente todos los derivados oligoméricos de etilenglicol incluidos en la composición, están dentro de los rangos para n proporcionados anteriormente . El derivado se utiliza como un componente separado de la composición de recubrimiento y no se incorpora en la estructura polimérica del aglutinante de látex. El aditivo oligomérico ventajosamente está presente dentro de la composición de recubrimiento en una cantidad desde aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 10% en peso, más ventajosamente desde 2% en peso hasta 8% en peso, y todavía más ventajosamente desde 3% en peso hasta 7% en peso, en base al peso seco del polímero de látex. La composición de recubrimiento acuoso puede incluir al menos un pigmento. El término "pigmento" cuando se utiliza en la presente incluye sólidos no-formadores de película tales como diluyentes o extendedores y agentes de relleno. Al menos un pigmento se selecciona preferiblemente del grupo que consiste de Ti02 (en formas tanto de anastasa u octaedrita como de rutilo) , arcilla (silicato de aluminio) , CaC03 (en formas tanto molidas como precipitadas) , óxido de aluminio, dióxido de silicio, óxido de magnesio, talco (silicato de magnesio) , baritas (sulfato de bario) , óxido de zinc, sulfito de zinc, óxido de sodio, óxido de potasio y mezclas de los mismos. Las mezclas adecuadas incluyen mezclas de óxidos metálicos tales como aquéllos vendidos bajo las marcas Minex® óxidos de silicio, aluminio, sodio y potasio, disponibles comercialmente de Unimin Specialty Minerals) , Celites® (óxido de aluminio y dióxido de silicio disponible comercialmente de Celite Company) , Atomites® (disponible comercialmente de English China Clay International) , y Attagels® (disponible comercialmente de Engelhard) . Más preferiblemente, al menos un pigmento incluye Ti02, CaC03, o arcilla. Generalmente, los tamaños medios de partícula de los pigmentos varían desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 50 mieras. Por ejemplo, las partículas de Ti02 utilizadas en la composición de recubrimiento acuoso, típicamente tienen un tamaño de partícula medio desde aproximadamente 0.15 hasta aproximadamente 0.40 mieras. El pigmento se puede agregar a la composición de recubrimiento acuoso como un polvo o en forma de lechada. El pigmento preferiblemente está presente en la composición de recubrimiento acuoso en una cantidad desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50 por ciento en peso, de manera más preferible desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40 por ciento en peso (es decir, el porcentaje en peso del pigmento, basado en el peso total de la composición de recubrimiento) . La composición de recubrimiento opcionalmente puede contener aditivos convencionales de recubrimiento tales como, por ejemplo, dispersantes, agentes tensioactivos adicionales (es decir, agentes humectantes) , modificadores de reología, antiespumantes, espesantes, biocidas, productos químicos contra el moho, colorantes tales como pigmentos de color y tintes, ceras, perfumes, co-solventes, y similares. Los aditivos opcionales se pueden utilizar de una manera y cantidad que sean conocidas en la técnica de las composiciones convencionales de látex, pero los aditivos preferiblemente no incrementan el contenido total de VOC de la composición por arriba de los valores preferidos, proporcionados en la presente. Las composiciones de recubrimiento pueden incluir agentes anti-congelantes, adicionales, tales como etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, glicerol (1,2,3-trihidroxipropano) , etanol, metanol, 1-metoxi-2 -propanol, 2-amino-2-metil-l-propanol, y FTS-365 (un estabilizador de congelación-descongelación de Inovachem Specialty Chemicals) . Además, la composición de recubrimiento puede incluir solventes coalescentes, adicionales, tales como onoisobutirato de 2 , 2 ,4-trimetil-l, 3-pentandiol (es decir, Texanol® disponible comercialmente de Eastman Chemical) , benzoato de 2-etilhexilo (es decir Veíate® 378 disponible comercialmente de Vesicol Corporation) , éteres de alquilo de dietilenglicol y dipropilenglicol. Más preferiblemente, la composición de recubrimiento acuoso incluye menos de 1.0% ó sustancialmente está libre (por ejemplo menos de 0.1%) de agentes anti-congelantes, adicionales, y solventes coalescentes. Cuando se utilizan los agentes anti-congelantes, adicionales, y solventes coalescentes, no se incrementa el contenido total de VOC de la composición por arriba de los valores preferidos, proporcionados en la presente. El resto de la composición de recubrimiento acuoso es agua. Aunque gran cantidad de agua está presente en la dispersión de látex polimérico y en otros componentes de la composición de recubrimiento acuoso, por lo general también se agrega agua por separado a la composición de recubrimiento acuoso. Típicamente, la composición de recubrimiento acuoso incluye desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 85% en peso y de manera más preferible desde aproximadamente 35% hasta aproximadamente 80% en peso de agua. Establecido de diferente modo, el contenido total de sólidos de la composición de recubrimiento acuoso de manera típica es desde aproximadamente 15% hasta aproximadamente 90%, más preferiblemente, desde aproximadamente 20% hasta aproximadamente 65%. Las composiciones de recubrimiento típicamente se formulan como pinturas de tal manera que los recubrimientos secos comprendan al menos 5% en volumen de sólidos de polímero seco y del derivado oligomérico de etilenglicol, y 5 a 90% en volumen de sólidos no poliméricos en la forma de pigmentos. Los recubrimientos secos también pueden incluir aditivos tales como plastificantes, dispersantes, agentes tensioactivos, modificadores de reología, antiespumantes, biocidas, productos químicos contra el moho, colorantes, ceras y similares, que no se evaporen durante el secado de la composición de recubrimiento .

Las composiciones de recubrimiento exhiben una coalescencia comparable o mejorada, comparadas de otra manera con composiciones similares que no tienen los derivados oligoméricos de etilenglicol, descritos en la presente, particularmente a baja temperatura. La coalescencia a baja temperatura se refiere a la aplicación de pintura a temperaturas cercanas al punto de congelación del agua, típicamente de 35 a 40°F (1.7 a 4.4°C). Se espera que la pintura actúe de manera coalescente y de algún otro modo funcione de manera normal a tales temperaturas. La composición de recubrimiento ventajosamente se puede someter a ciclos de congelación-descongelación utilizando el método ASTM D2243-82 sin coagulación. Además, las composiciones de recubrimiento acuoso de la invención exhiben buena estabilidad en almacenamiento térmico. La presente invención incluye un método para preparar una composición de recubrimiento mezclando conjuntamente al menos un polímero de látex, al menos un derivado oligomérico de etilenglicol que tenga de 3 a 9 unidades de glicol por oligómero, y agua. De manera ventajosa se pueden agregar pigmentos para proporcionar una pintura acuosa de látex. Ventajosamente, el polímero de látex está en la forma de una dispersión de polímero de látex. Los aditivos discutidos anteriormente pueden agregarse en cualquier orden adecuado al polímero de látex, el pigmento, o combinaciones de los mismos, para proporcionar estos aditivos en la composición de recubrimiento acuoso. En el caso de formulaciones para pintura, la composición de recubrimiento acuoso preferiblemente tiene un pH de 7 a 10. El polímero de látex se puede utilizar en combinación con otro tipo iónico o no iónico de agentes tensioactivos que sean ya sea polimerizables o no polimerizables, en la composición de recubrimiento acuoso. Por ejemplo, el aglutinante de látex polimérico se puede preparar utilizando polimerización en emulsión con un iniciador que sea conocido en la técnica, tal como persulfato de amonio o potasio, o un sistema redox que típicamente incluya un oxidante y un agente reductor. Los sistemas de iniciación redox, comúnmente utilizados, se describen, por ejemplo, por A.S. Sarac en Progress in Polymer Science 24 (1999) , 1149-1204 . Se puede ver que la composición consiste esencialmente de al menos un derivado oligomérico de etilenglicol, al menos un aglutinante de látex, y agua, en donde al menos un derivado oligomérico de etilenglicol de la composición de recubrimiento tiene la estructura RO- (CH2-CH2-0-)n-H, en donde R es H ó alquilo con C?~C4 y preferiblemente H, y n es de 3 a 9, preferiblemente de 3 a 8 , y más preferiblemente de 3 a 6. Cuando se utiliza en la presente, la frase "que consiste esencialmente de" abarca el aglutinante de látex, derivado de etilenglicol, y agua además de los aditivos definidos en la presente, pero excluyendo los aditivos que funcionan como un solvente coalescente o modificador de congelación-descongelación. La composición de recubrimiento acuoso es un fluido estable que se puede aplicar a una amplia variedad de materiales tales como, por ejemplo, papel, madera, concreto, metal, vidrio, cerámica, plástico, yeso, y sustratos de tejados o techos tales como recubrimientos asfálticos, fieltros para tejado, aislamiento con poliuretano en espuma; o a substratos previamente pintados, imprimados, con una primera capa de pintura, estropeados, o desgastados. La composición de recubrimiento acuoso se puede aplicar a los materiales mediante una variedad de técnicas bien conocidas en la técnica tales como, por ejemplo, brocha, rodillos, lampazos, pulverización asistida con aire o sin aire, pulverización electrostática, y similares. Es sorprendente encontrar que tanto los solventes coalescentes como los estabilizadores de congelación-descongelación, se pueden reemplazar con un solo aditivo, el cual no contribuye al VOC pero el cual mejora la resistencia al frotamiento húmedo, al mismo tiempo que mantiene la resistencia a la congelación-descongelación y el curado a baja temperatura. En tal caso, un experto en la técnica podría esperar una reducción simultánea en la resistencia al congelación-descongelación y al frotamiento húmedo. No obstante, el etilenglicol oligomérico inesperadamente mantiene o mejora la resistencia tanto a la congelación-descongelación como al frotamiento húmedo . La presente invención se describirá ahora además por los siguientes ejemplos no limitativos. EJEMPLOS Ejemplo 1: Demostración de la Baja Volatilidad de los Derivados de Etilenglicol Se mezcló un látex completamente acrílico con etilenglicol (EG) o sus oligómeros dietilenglicol (DEG) o trietilenglicol (TEG) en una cantidad del 1% en peso en base a la cantidad total de sólidos poliméricos. Las alícuotas de estas mezclas y un control solamente de látex, se caracterizaron por un método de posición de carga o headspace GC. La siguiente tabla indica cuáles sustancias se estudiaron y los resultados totales de VOC se dan en ppm en la Tabla 1 : Tabla 1 El control de solamente látex registra un VOC total de 6790 ppm. La adición de etilenglicol agrega un VOC incremental de 8474 ppm de conformidad con el método de posición de carga. Como se muestra anteriormente, el TEG esencialmente no registra un VOC incremental, medible, aún con el método de posición de carga. Ejemplo 2: Demostración de la Estabilidad de Congelación-Descongelación con Oligómero de Etilenglicol Como se muestra en este ejemplo, el reemplazo directo de etilenglicol con los oligómeros de la invención, produce recubrimientos con contenido de VOC esencialmente de cero, estables durante la congelación-descongelación. La tabla posterior muestra formulaciones para pintura acuosa de látex que contienen diferentes oligómeros de etilenglicol de conformidad con la invención (Ib - le) y su influencia en la estabilidad de congelación-descongelación. Las formulaciones de comparación que contienen ya sea solvente de etilenglicol (la) o agentes tensioactivos etoxilados (If - lh) a un mismo peso por volumen, también se muestran en la Tabla 2. Los valores numéricos de los componentes se proporcionan en un peso base . Cada una de las formulaciones para pintura tienen aproximadamente 46.9% en peso de sólidos, 33.8% en volumen de sólidos, 21.4 PVC, una densidad de 10.395 lbs/gal, un contenido de VOC con EG de 41.8 g/L y un VOC sin EG de 4.3 g/L.

Tabla 2 Tabla 2 (cont.) I Dexter Chemical Co., Bronx, NY 2 Cognis Corporation, Ambler, PA 3 Avecia Biocides, Wilmington, DE 4 Rohm and Haas Co., Springhouse, PA 5 Dow Chemical Co., Midland, MI 6 Kronos Worldwide Inc., Cranberry, NJ 7 Engerlhard Corp., Iselin, NJ 8 Aqualon Co., Wilmington, DE 9 E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE 10 Equistar, Houston TX II BASF Corp., Florham Park, NJ Al remover el EG de la pintura se disminuye el contenido de VOC de la pintura desde aproximadamente 42 g/l hasta aproximadamente 4 g/l . El VOC restante viene principalmente del 7AMP 95, aminometilpropanol, el cual se utiliza para ajustar el pH de la pintura. Al remover el AMP 95, el nivel de OC cae hasta aproximadamente 1 g/l. Cualquier VOC restante viene del contenido de VOC de otros aditivos tales como agentes tensioactivos, dispersantes y antiespumantes, de esta manera la remoción del EG representa la remoción de esencialmente todo el potenciador volátil de congelación-descongelación. La pintura ya está formulada de tal manera que esté desprovista de solvente coalescente, volátil. Los datos de congelación-descongelación claramente indican que el reemplazo del EG sin oligómeros volátiles de EG tales como el TEG y el Pluracol® E200 da como resultado una estabilidad de congelación-descongelación, esencialmente equivalente, cuando se mide por la elevación en la Viscosidad Stormer. Los oligómeros más largos (Pluracol® P425, muestra le) y los agentes tensioactivos etoxilados (grados Pluronic®, muestras If - lh) realmente no son estabilizadores de congelación-descongelación tan eficaces, puesto que ocurre una coagulación completa que los deja inutilizables (denotada por una baja puntuación) . Los grados Pluronic®, los cuales son copolímeros de bloque de óxido de propileno y óxido de etileno, no fueron tan eficaces como los oligómeros de la invención. Ejemplo 3: Demostración de la Resistencia a la Congelación-Descongelación y la Resistencia al Frotamiento Húmedo con Oligómero de Etilenglicol Se hicieron pinturas utilizando la misma fórmula que en la Tabla 2 sin solvente coalescente. Se hizo una pintura de control que contenía 12 lg/100 gal de etilenglicol (muestra 1) y se comparó con pinturas que contenían porcentajes en peso iguales ya sea de oligómeros de bajo peso molecular de EG (muestras 2-4) o de agente tensioactivo Pluronic® (muestra 5) . Los datos en la Tabla 3 posterior claramente muestran que el trietilenglicol (TEG) y el Pluracol® E200 y P425 conducen a mejoras en el depurador. El TEG y el Pluracol® E200 hacen esto al mismo tiempo que mantienen la resistencia al frotamiento húmedo, aunque el Pluracol® no es capaz de mantener la estabilidad de congelación-descongelación. El agente tensioactivo Pluroníc® F38 (un copolímero de bloque de óxido de propileno y óxido de etileno) , el cual se incluyó para comparación, promueve la estabilidad de congelación-descongelación aunque lo hace a costa de la resistencia al frotamiento húmedo como en la técnica previa. El flujo y la nivelación, la resistencia al corrimiento, barniz, proporción de contraste, la resistencia a la formación de burbujas, la adhesión húmeda y seca al alquido, y la resistencia al bloque permanecen iguales luego del reemplazo del etilenglicol con los oligómeros, TEG y E200. Sin embargo, el Pluracol® P425 conduce a una resistencia inaceptable al bloqueo y tanto el Pluracol® P425 como el Pluronic® F38 provocan un corrimiento inaceptable de la pintura.

Tabla 3 Para confirmar la eficacia de los oligómeros después del almacenamiento, las muestras de pintura se almacenaron a 50°C durante dos semanas y luego se sometieron a un ciclo de congelación-descongelación. Los datos en la Tabla 4 posterior, producidos utilizando el Método ASTM D2243-82, indican que las muestras de TEG y el Pluracol® E200 son capaces de soportar varios ciclos de congelación-descongelación. Tabla 4 Se entiende que al leer la descripción anterior de la presente invención, un experto en la técnica podría hacer cambios y variaciones a partir de la misma. Estos cambios y variaciones están incluidos en el espíritu y alcance de las siguientes reivindicaciones anexas.

Claims (35)

1. REIVINDICACIONES 1.- Una composición de recubrimiento acuoso, caracterizada porque comprende: (a) al menos un derivado oligomérico de etilenglicol que tiene la siguiente estructura: RO-(CH2-CH2-0-)n-H en donde R es H ó alquilo con C?-C4 y n es de 3 a 9; (b) al menos un polímero de látex; y (c) agua .
2. 2.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además al menos un pigmento inorgánico .
3. 3. - La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el pigmento inorgánico se selecciona del grupo que consiste de Ti02, arcilla CaC03, talco, baritas, óxido de zinc y sulfito de zinc.
4. 4. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque R es H.
5. 5. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque n es de 3 a 8. 6. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque n es de 3 a
6. 6.
7. 7. - La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque R es H.
8. 8. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos un polímero de látex se selecciona del grupo que consiste de acrílicos puros, acrílicos de estireno, acrílicos de vinilo y copolímeros acrilados de acetato de etilen-vinilo.
9. 9.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos un polímero de látex se deriva de al menos un monómero acrílico seleccionado del grupo que consiste de ácido acrílico, esteres de ácido acrílico, ácidos metacrílicos, y esteres de ácido metacrílico.
10. 10.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque al menos un polímero de látex se deriva además de uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de estireno, estireno de a-metilo, cloruro de vinilo, acrilonitrílo, metacrilonitrilo, metacrilato de ureido, acetato de vinilo, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, etileno, y dienos conjugados con C4-C8.
11. 11.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende menos de 250 g/l de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) .
12. 12. - La composición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque comprende menos de 100 g/l de VOCs.
13. 13. - La composición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque comprende menos de 50 g/l de VOCs.
14. 14. - La composición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque comprende menos de 10 g/l de VOCs.
15. 15. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste de plastificantes, retardadores de secado, dispersantes, agentes tensioactivos o agentes humectantes, modificadores de reología, antiespumantes, espesantes, biocidas, productos químicos contra el moho, colorantes, ceras, perfumes y co-solventes.
16. 16.- Una composición de pintura de látex, caracterizada porque comprende : (a) al menos un derivado oligomérico de etilenglicol que tiene la siguiente estructura: R0-(CH2-CH2-0-)n-H en donde R es H ó alquilo con Cx-C4 y n es de 3 a 9; (b) al menos un polímero de látex; (c) al menos un pigmento inorgánico; y, (d) agua.
17. 17. - La composición de pintura de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el polímero de látex es un polímero de látex acrílico.
18. 18.- La composición de pintura de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el polímero de látex es un copolímero de acrilato de butilo/metacrílico de metilo.
19. 19.- La composición de pintura de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque R es H.
20. 20.- La composición de pintura de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque n es de 3 a 6.
21. 21.- La composición de pintura de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque comprende menos de 50 g/l de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) .
22. 22.- La composición de pintura de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque sustancialmente no comprende VOCs .
23. 23.- Una composición de recubrimiento acuoso, libre de VOC, que consiste esencialmente de componentes de baja volatilidad, caracterizada porque comprende: (a) al menos un derivado oligomérico de etilenglicol que tiene la siguiente estructura: RO-(CH2-CH2-0-)n-H en donde R es H ó alquilo con C?-C4 y n es de 3 a 9; (b) al menos un polímero de látex; (c) opcionalmente al menos un pigmento inorgánico; (d) opcionalmente uno o más aditivos; y (e) agua.
24. 24.- La composición de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque R es H.
25. 25.- La composición de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque n es de 3 a 6 .
26. 26.- Una composición de recubrimiento acuoso, caracterizada porque comprende al menos un derivado oligomérico de etilenglicol que tiene la siguiente estructura: RO- (CH2-CH2-0-)n-H en donde R es H ó alquilo con C?-C y n es de 3 a 9; al menos un polímero de látex; y agua; dicha composición está sustancialmente libre de solventes coalescentes, adicionales, y estabilizadores de congelación-descongelación.
27. 27.- La composición de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque R es H.
28. 28.- La composición de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque n es de 3 a 6.
29. 29.- Un substrato recubierto caracterizado porque comprende un substrato; y una composición de recubrimiento seco, recubierta en el substrato, dicho recubrimiento seco comprende al menos un derivado oligomérico de etilenglicol que tiene la estructura RO- (CH2-CH2-0-)n~H en donde R es H ó alquilo con C?-C4 y n es de 3 a 9, y al menos un aglutinante de látex.
30. 30.- El substrato recubierto de conformidad con la reivindicación 29, caracterízado porque R es H.
31. 31.- El substrato recubierto de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque n es de 3 a 6.
32. 32. - Un método para preparar una composición de recubrimiento acuoso, caracterizado porque comprende el paso de: preparar un aglutinante de látex polimérico utilizando polimerización por emulsión; y combinar el aglutinante con el derivado de etilenglicol que tiene la siguiente fórmula: RO- (CH2-CH2-0-)n-H en donde R es H ó alquilo con C?-C4 y n es de 3 a 9; para formar una composición acuosa.
33. 33.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque dicho paso de mezclado comprende mezclar al menos un derivado de etilenglicol en donde R es H.
34. 34.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque dicho paso de mezclado comprende mezclar al menos un derivado de etilenglicol en donde n es de 3 a 6.
35. 35.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque comprende además el paso de agregar al menos un pigmento a la composición acuosa.