MXPA97007100A - Composicion de recubrimiento que tiene estabilidad durante el almacenamiento prolongado y metodo para producir recubrimientos resistentes al desgastede la misma - Google Patents

Composicion de recubrimiento que tiene estabilidad durante el almacenamiento prolongado y metodo para producir recubrimientos resistentes al desgastede la misma

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MXPA97007100A
MXPA97007100A MXPA/A/1997/007100A MX9707100A MXPA97007100A MX PA97007100 A MXPA97007100 A MX PA97007100A MX 9707100 A MX9707100 A MX 9707100A MX PA97007100 A MXPA97007100 A MX PA97007100A
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Rohm And Haas Company
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Abstract

La presente invención se refiere a la preparación de composiciones de recubrimiento que tiene estabilidad en el almacenamiento prolongado. La composición incluye un componente aglutinante polimérico, almacenado separadamente, y un componente de entrelazamiento. Estos componentes se mezclan, antes de la aplicación sobre las superficies, tal como superficies de carreteras. El componente aglutinante polimérico incluye un polímero aglutinante estabilizado aniónicamente, que tiene al menos una parte funcional reactiva pendiente, o una mezcla del polímero aglutinante con una amina polifuncional. La mezcla de pote de la composición de recubrimiento tiene una estabilidad en el almacenamiento prolongado. Las pinturas de marcación de carreteras, que llevan agua, de la presente invención, exhiben una resistencia mejorada al desgaste sobre las superficies de carreteras, en términos de la pintura que permanece sobre la carretera, mayor que las pinturas de marcación de carreteras, que llevan agua, basadas en el componente estable en el almacenamiento solo. La presente invención suministra pinturas para la marcación de carreteras que se pueden aplicar por un equipo convencional que forma bandas en la carretera y no requiere un equipo especial de rociado de dos componentes.

Description

COMPOSICIÓN DE RECUBRIMIENTO QUE TIENE ESTABILIDAD DURANTE EL ALMACENAMIENTO PROLONGADO Y MÉTODO PARA PRODUCIR RECUBRIMIENTOS RESISTENTES AL DESGASTE DE LA MISMA Esta invención se refiere, generalmente, a una composición de recubrimiento y a un método para producir recubrimientos sobre substratos de la misma y, más particularmente, a una composición de pintura de tráfico, resistente al desgaste, de múltiples paquetes, que tiene una estabilidad durante el almacenamiento prolongado y a un método para producir marcaciones de tráfico, resistentes al desgaste, sobre una superficie de un camino o carretera de dicha composición. Las marcaciones de tráfico, de color blanco y amarillo, usadas para demarcar carriles de tráfico, son indicaciones comunes en casi todas las carreteras. Estas marcaciones aseguran condiciones de manejo seguro bajo varias condiciones del clima. El término de "caminos" se refiere generalmente a rutas, carreteras, rampas de salida y entrada, pasajes, pavimentos, corredores laterales, vias de manejo o lotes de estacionamiento para vehículos, tal como autos, bicicletas y camiones. Los caminos se pavimentan usualmente con asfalto o concreto, hecho generalmente de cemento Portland. La mayoría de estas marcaciones de tráfico, tal como fajas sólidas, transversales o interrumpidas, se basan en pintura e incluyen tradicionalmente aglutinantes que llevan solventes, que son predominantemente resinas alquidi-cas y alquídicas modificadas con hule clorado. Puesto que los recubrimientos tradicionales de pinturas de tráfico contienen altos niveles [19 kilogramos por kilómetro por año (datos suministrados de la Agencia de Protección Ambiental) ] de compuestos orgánicos volátiles (VOC) , ellos contribuyen al agotamiento de la capa de ozona, que ponen en peligro el ambiente. Bajo las normas cada vez más estrictas de la Ley de Aire Limpio, según se enmendó en 1990, los altos niveles de los VOC producidos por los recubrimientos tradicionales de pintura de tráfico deben ser reducidos substancialmente. A principios de 1980, las pinturas de tráfico que llevan agua comenzaron a recibir serias consideraciones como una alternativa más segura ambientalmente a las pinturas tradicionales de tráfico. Las pinturas de tráfico que llevan agua se basan primeramente en emulsiones acrílicas. Además de disminuir drásticamente las emisiones de los VOC [3.7 kilogramos por kilómetro por año (datos suministrados por la Agencia de Protección Ambiental)], ellas también mejoran la retención de las cuentas o fragmentos de vidrio usados en las marcaciones de tráfico que reflejan la luz. Como resultado, la vida útil de las marcaciones de tráfico en los caminos se prolonga.
La composición de recubrimiento de tráfico que lleva agua, la cual utiliza dos componentes, que se mezclan para formar una mezcla de pote antes de la aplicación del recubrimiento, se describe en la patente de E. U. A., No. 4,812,93, de Cummings. Sin embargo, la mezcla de pote descrita por Cummings tiene una estabilidad de almacenamiento limitada, definida abajo, menor de 30 segundos. Como resultado, estos dos componentes tienen que ser mezclados en un equipo especial de rociado de pintura, justo antes de la aplicación sobre la superficie del camino. La presente invención resuelve este problema, por el suministro de una composición de recubrimiento que tiene una vida en pote prolongada de hasta 30 horas. Como resultado, el equipo convencional de rociado de caminos se puede utilizar al aplicar la composición de la presente invención a superficies de carretera. Otro problema asociado con las composiciones de pinturas de tráfico que llevan agua es que ellas tienden a ser menos resistentes al desgaste que las pinturas de tráfico tradicionales a base de resina alquídica, cuando se exponen a las condiciones de tráfico, tal como a patrones variables de climas, exposición por período prolongado a la luz del sol, y desgaste y desgarre que resulta de la exposición al tráfico vehicular. El término de "resistencia al desgaste", significa el grado de resistencia de la película a desprenderse de la superficie del camino cuando se expone a las condiciones del tráfico. La resistencia al desgaste se expresa como el porcentaje del área de una película de marcado de tráfico que aún permanece sobre la superficie del camino después de su exposición prolongada a tales condiciones de tráfico. Según la American Society of Testing Ma terials, Philadelphia, Pennsylvania (ASTM), Prueba No D 713-90, una marcación de tráfico se considera ha fallado si menos del 40 por ciento de la marcación de tráfico, al final de un período de prueba seleccionado, típicamente un año, permanece sobre la superficie del camino cuando una marcación de prueba se aplica transversal al tráfico para acelerar su desgaste. Se ha encontrado que una porción substancial de las marcaciones de tráfico convencionales, que llevan agua, tienden a consumirse en menos de unos cuantos meses, después de la exposición a tales condiciones de tráfico aceleradas. La composición de recubrimiento de la presente invención resuelve este problema, mejorando la resistencia al desgaste de la composición de recubrimiento. Una de las ventajas de la composición de recubrimiento de la presente invención es su característica de secado rápido, aún bajo condiciones de alta humedad. La presente invención se dirige a una composición de recubrimiento con estabilidad durante el almacenamiento prolongado, esta composición comprende: un componente de aglutinante polimérico y un componente de entrelazamiento; en que este componente polimérico comprende: un polímero aglutinante, estabilizado aniónica-mente, que tiene al menos una parte funcional reactiva pendiente o una mezcla del polímero aglutinante dentro del intervalo del 0.01 al 20 por ciento en peso, con base en el peso total de los sólidos del componente de aglutinante polimérico de una amina polifuncional; y en que la composición, con estabilidad en el almacenamiento prolongado, comprende el componente de entrelazamiento, en una relación estequiométrica que varía en el intervalo de 0.05 a 10 del componente de entrelazamiento, en equivalentes molares, a la cantidad total en equivalentes molares de la parte funcional reactiva pendiente en la mezcla o el polímero aglutinante. La presente invención además se dirige a un método para producir un recubrimiento resistente al desgaste sobre un substrato, este método comprende: mezclar un componente de aglutinante polimérico de una composición acuosa de recubrimiento, resistente al desgaste, con un componente de entrelazamiento de la composición de recubrimiento, para formar una mezcla de pote, este componente de aglutinante polimérico comprende: un polímero aglutinante, estabilizado aniónicamente, que tiene al menos una parte funcional reactiva pendiente o una mezcla del polímero aglutinante dentro del intervalo del 0.01 al 20 por ciento en peso, con base en el peso total de los sólidos del componente del aglutinante polimérico de una amina polifuncional; la mezcla de pote se mezcla en una relación estequiométrica que varía en el intervalo de 0.05 a 10 del componente de entrelazamiento, en equivalentes molares, a la cantidad total, en equivalentes molares, de la parte funcional reactiva pendiente en la mezcla o el polímero aglutinante modificado con amina; aplicar una capa de la mezcla de pote sobre una superficie de substrato; secar la capa; y curar la capa para formar el recubrimiento resistente al desgaste sobre una superficie de substrato. Según se usa aquí: "peso molecular promedio ponderal por GPC", significa el peso molecular promedio ponderal, determinado por la cromatografía de permeación de gel (GPC) , que se describe en la página 4, Capítulo I de The Characteriza tion of Polymers, publicada por Rohm and Haas Company, de Philadelphia, Pennsylvania en 1976. Para polímeros que son solubles o en tetrahidrofurano o en dimetilformamida, se usa el metacrilato de polimetilo como el estándar del peso molecular. Para polímeros solubles en agua, el ácido polimetacrílico se usa como el estándar. Antes del análisis por la GPC de los polímeros solubles en agua, ellos se trataron con hidróxido de potasio en etanol, a temperaturas elevadas, las cuales son suficientes para hidrolizar completamente los polímeros solubles en agua. El peso molecular promedio ponderal se puede estimar calculando el peso molecular promedio ponderal teórico. En sistemas que contienen agentes de transferencia de cadena, el peso molecular promedio ponderal teórico es simplemente el peso total del monómero polimerizable en gramos, dividido por la cantidad molar total del agente de transferencia de cadena usado durante la polimerización. La estimación del peso molecular de un sistema de polímero aglutinante que no contiene un agente de transferencia de cadena es más complejo. Una estimación aproximada se puede obtener tomando el peso total del monómero polimerizable en gramos y dividiendo esa cantidad por el producto de la cantidad molar de un iniciador multiplicada por un factor de eficiencia (en nuestros sistemas iniciados por persulfato, hemos usado un factor de aproximadamente 0.5). Información adicional sobre los cálculos del peso molecular teórico se pueden encontrar en Principies of Polymeriza tion, 2a edición, por George Odian, publicado por John Wiley and Sons, New York, NY, en 1981, y en Emulsión Polymeriza tion editada por Irja Pirma, publicada por Academic Press, New York, NY, en 1982. "Polímero de peso molecular promedio ponderal bajo por GPC" significa un polímero que tiene un peso molecular promedio ponderal por GPC en el intervalo de 1,000 a menos de 100,000. "Polímero de peso molecular promedio en número alto por GPC" significa un polímero que tiene un peso molecular promedio en número por GPC en el intervalo de más de 100,000 hasta 1,000,000. "Temperatura de transición a vidrio (Tg) " es un intervalo estrecho de temperatura, según se mide por la calorimetría de rastreo diferencial convencional /DSC) , durante el cual los polímeros amorfos cambian de vidrios quebradizos, relativamente duros, a hules viscosos relativamente suaves. Para medir la Tg por este método, las muestras de copolímero se secan, se calientan previamente a 120°C, se enfrían rápidamente a 100°C y luego se calientan a 150°C, a un régimen de 20°C/minuto, mientras se recogen los datos. La Tg se mide en el punto medio de la inflexión usando el método de altura media. Alternativamente, el recíproco de la temperatura de transición a vidrio de una composición de copolímero particular, puede ser estimada típicamente con un alto grado de exactitud, calculando la suma de los cocientes respectivos, obtenidos dividiendo cada una de las fracciones de peso de los moneemos respectivos, M]_, M2 ... Mn, de los cuales se deriva el copolímero, por el valor de la Tg para el homopolímero derivado del monómero respectivo, de acuerdo con una ecuación de la forma: n i Tg (copolímero) = ?w (Mi) q (Mi) (D i=l en donde: tg (copolímero) es ^a temperatura estimada de transición a vidrio del copolímero, expresada en grados Kelvin (°K); w(Mi) es la fracción en peso de unidades repetidas en el copolímero derivado de un monómero Mi de orden i; y Tg(Mi) es la temperatura de transición a vidrio, expresada en grados Kelvin (°K) del homopolímero de un monómero Mi de orden i. La temperatura de transición a vidrio de varios homopolímeros puede ser encontrada, por ejemplo en el manual Polymer Handbook editado por J. Brandrup y E. H. Immergut, Interscience Publishers. "Polímero disperso" significa partículas de polímero dispersas coloidalmente y estabilizadas en un medio acuoso.
"Polímero solubilizado", incluye el "polímero soluble en agua", "polímero reducible en agua", o una mezcla de los mismos. El "polimero soluble en agua significa un polímero disuelto en un medio acuoso. El "polímero reducible en agua" significa un polímero disuelto en agua y solventes miscibles con agua. El polimero solubilizado resulta en una solución de polímero caracterizada por tener una constante de auto-aglomeración (K) de la ecuación de Mooney [1/Lnn reí = 1/BC - K/2.5] igual a cero. En contraste, el polímero disperso tiene una (K) igual a 1.9. Los detalles de la ecuación de Mooney se revelan en un artículo intitulado "Physical Characterization of Water Dispersed and Soluble Acrylic Polymers" por Brandley et al . , en Nonpolluting Coatings and Coating Processes, publicado por Plenum Press, 1973 y editado por Gordon and Prane. "Polímero opaco" significa partículas de polímero dispersas y estabilizadas coloidalmente, las cuales actúan como agentes de opacidad en un estado seco, donde cada partícula contiene al menos un hueco. "Tamaño de partículas del polímero" significa el diámetro de las partículas del polímero, medido por el uso de un aparato Brookhaven Modelo BI-90 Particle Sizer, suministrado por Brookhaven Instruments Corporation, Holtsville, New York, que emplea una técnica de dispersión de la luz cuasi-elástica, para medir el tamaño de las partículas del polímero. La intensidad de la dispersión es una función del tamaño de partículas. Se usa el diámetro basado en un promedio medido de intensidad. Esta técnica es descrita en el Capítulo 3, páginas 48-61, intitulado "Usos y Abusos de la Espectroscopia de Correlación de Fotones en la Medición del tamaño de Partículas", por Weiner et al . , en 1987, edición de la serie American Chemical Society Simposium "Sólidos del polímero o pigmento" significa un polímero o pigmento en su estado seco. "Contenido en volumen de pigmento" significa el porcentaje en volumen del pigmento o los sólidos del polímero que forma opacidad, en la composición de pintura; este porcentaje en volumen se basa en el volumen total de la composición de pintura. "Tiempo para ya no recoger pintura" significa el tiempo que toma para que una capa de una composición húmeda de pintura de tráfico seque suficientemente, de modo que ninguna pintura se adhiera a un rodillo libre de los vehículos de prueba de hule, descritos en la prueba de ASTM D 711-89, intitulada "Prueba Estándar para el Tiempo que ya no se recoja la Pintura de Tráfico". "Mezcla de pote" significa una mezcla producida mezclando un componente de aglutinante polimérico con un componente de entrelazamiento de una composición de recubri-miento de múltiples paquetes.
"Estabilidad en el Almacenamiento", se refiere al grado de fluidez retenido por una mezcla de pote de una composición de recubrimiento. Con el fin de poder recubrir, por un medio de recubrimiento convencional, tal como un dispositivo de rociado o una brocha, la fluidez deseada de la composición de recubrimiento, expresada como una viscosidad, debe ser menor de 500 centipoises, preferiblemente menor de 300 centipoises. La viscosidad se midió de acuerdo con el procedimiento descrito más adelante. Una vez que la composi-ción de recubrimiento pierde su estabilidad de almacenamiento, la mezcla de pote forma un gel y llega a ser demasiado viscosa para tener cualquier valor práctico como una composición de recubrimiento. La modalidad preferida de la composición de recubrimiento de la presente invención es una composición de múltiples paquetes, preferiblemente de dos paquetes, composición que incluye un componente de aglutinante polimérico y un componente de entrelazamiento que se almacenan en recipientes separados. El componente de aglutinante polimérico incluye un polímero aglutinante, estabilizado aniónicamente, que tiene al menos una parte funcional reactiva pendiente, o una mezcla de polímeros aglutinantes dentro del intervalo del 0.01 al 20 por ciento en peso, preferiblemente del 0.1 al 10 por ciento en peso y, más preferiblemente, del 0.5 al 5 por ciento, con base en el peso total de los sólidos del componentes aglutinante polimérico de una amina polifuncional protonada o desproto-nada. El componente de aglutinante polimérico incluye preferiblemente una mezcla de un polímero aglutinante dentro del intervalo del 0.01 al 20 por ciento, preferiblemente en el intervalo del 0.1 a 10 y más preferiblemente en el intervalo del 0.5 a 5 por ciento, de una amina polifuncional, todo en porcentajes en peso, basados en el peso total de los sólidos del componente del aglutinante polimérico. El polímero de aglutinante, estabilizado aniónicamente, puede estar provisto con una Tg en el intervalo de -10 hasta 60°C, preferiblemente en el intervalo de 15 a 40°C, un peso molecular promedio ponderal por GPC que varía de 500 a 5,000,000, más preferiblemente de 100,000 a más de 1,000,000 y especialmente preferido de 200,000 a 1,000,000. Si la Tg del polímero aglutinante cae debajo de 0°C, el recubrimiento resultante tendrá una pobre resistencia a recoger suciedad, y si la Tg del polimero aglutinante se eleva arriba de 60°C, el recubrimiento resultante requerirá ser demasiado coalescente para formar una película. El polímero aglutinante de la composición puede ser de partículas de polímero de látex dispersas en un portador evaporable acuoso, o puede ser un polímero soluble en agua, un polímero reducible en agua, o varias mezclas de los mismos. El polímero aglutinante está en la forma de un polímero disperso que tiene partículas con un tamaño en el intervalo de 20 a 1,000 nanómetros, preferiblemente en el intervalo de 30 a 300 nanómetros. El portador evaporable acuoso incluye agua o agua que tenga disuelto un solvente orgánico miscible con agua, de bajo VOC, tal como el metanol, etanol y éter de glicol. Se prefiere el agua. El polímero aglutinante puede ser polimerizado de al menos uno o más de los siguientes monómeros, tal como, por ejemplo, monómeros de esteres acrílicos y metacrílicos, que incluyen el (met) acrilato de metilo, (met) acrilato de etilo, (met) acrilato de butilo, (met) acrilato de 2-etilhexilo, (met) acrilato de decilo, (met) acrilato de laurilo, (met) acrilato de isobornilo, (met) acrilato de isodecilo, (met) acrilato de oleilo, (met) acrilato de palmitilo, (met) acrilato de estearilo, (met) acrilato de hidroxietilo y (met) acrilato de hidroxipropilo; monómeros funcionales de ácido, tal como el ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido fumárico y ácido maléico; itaconato de monometilo; fumarato de monometilo; fumarato de monobutilo; anhídrido maléico, acrilamida o acrilamidas substituidas; acrilamida de diacetona; metacrilato de glicidilo; etilmetacrilato de acetoacetilo; acroleína y metacroleína; metacrilato de diciclopentadienilo; meta-isopropenil-bencil-isocianato de dimetilo; etilmetacrilato de isocianato; estireno o estirenos substituidos; butadieno; etileno; acetato de vinilo u otros esteres de vinilo; monómeros de vinilo, tal como, por ejemplo, el haluro de vinilo, preferiblemente el cloruro de vinilo, haluro de vinilideno, preferiblemente el cloruro de vinilideno, N-vinil-pirrolidona; monómeros de amino, tal como, por ejemplo, el (met) acrilato de N,N' -dimetilamino y acrilonitrilo o metacrilonitrilo . Al menos uno de los monómeros utilizados en la preparación del polímero aglutinante suministra una parte funcional reactiva pendiente, tal como partes pendientes funcionales de ácido o funcionales de amina, o una combinación de las partes pendientes funcionales de ácido y de amina. La arte funcional reactiva pendiente provista en el polímero aglutinante es reactiva con el componente entrelazador de la composición de recubrimiento. El polímero aglutinante que contiene partes pendientes funcionales de amina se polimeriza en el intervalo del 20 al 100 por ciento en peso, preferiblemente en el intervalo del 50 al 100 por ciento en peso, todos basados en el peso total de los sólidos del componente de aglutinante polimérico de al menos un monómero de amina, varios ejemplos de los cuales se describen más adelante en la especificación.
El polímero aglutinante polimerizado de mezclas monoméricas que incluyen los siguientes monómeros es el más preferido: 1) acrilato de butilo y metacrilato de metilo, 2) acrilato de butilo y estireno, 3) acrilato de 2-etil-hexilo y metacrilato de metilo, 4) acrilato de 2-etil-hexilo y estireno y 5) metacrilato de butilo y metacrilato de metilo. Las técnicas de polimerización usadas para preparar el polímero aglutinante, estabilizado aniónicamente, de la presente invención, son bien conocidas en el arte. El polímero aglutinante se puede preparar por la polimerización en solución acuosa o polimerización en emulsión. Se prefiere la polimerización en emulsión. Se pueden usar procesos de iniciación térmica o de rédox. El proceso de polimerización se inicia típicamente por iniciadores convencionales de radical libre, tal como, por ejemplo, el peróxido de hidrógeno, peróxido de benzoílo, hidroperóxido de t-butilo, peroctoato de t-butilo, persulfa-tos de amonio y alcalinos, típicamente en un nivel del 0.05 al 3.0 por ciento en peso, todos los porcentajes en peso basados en el peso del monómero total. Los sistemas rédox que usan los mismos iniciadores de radical libre acoplados con un agente reductor adecuado, tal como, por ejemplo, el ácido isoascórbico y el bisulfito de sodio, pueden ser usados en niveles similares. Los agentes de transferencia de cadena se pueden usar en una cantidad efectiva para suministrar un peso molecular promedio ponderal por GPC de 500 a 5,000,000. Con el fin de regular el peso molecular del polímero aglutinante que e forma, los agentes de transferencia de cadena adecuados incluyen compuestos halo-orgánicos conocidos, tal como el tetrabromuro de carbono y dibromodiclorometano; compuestos que contienen azufre, tal como los alquiltioles, que incluyen el etanodiol, butanodiol, mercaptoacetato de butilo terciario y de etilo, al igual que tioles aromáticos, o varios otros compuestos orgánicos que tienen átomos de hidrógeno que se separan fácilmente por radicales libres, durante la polimeri-zación. Agentes o ingredientes adicionales de transferencia de cadena adecuados incluyen, pero no se limitan a, el mercaptopropionato de butilo, ácido isooctil-mercaptopropió-nico, propionato de isooctilmerapto, bromoformo, bromotriclo-ro etano, tetraeloruro de carbono, mercaptanos de alquilo, tal como el mercaptano de 1-dodecanotiol, de dodecilo terciario, mercaptano de octilo, mercaptano de tetradecilo y mercaptano de hexadecilo; tioglicolatos de alquilo, tal como el tioglicolato de butilo, tioglicolato de isooctilo y tioglicolato de dodecilo; tioésteres; o sus combinaciones. Se prefieren los mercaptanos.
Cuando se usa el polímero aglutinante en la forma de un polímero disperso, el diámetro de las partículas del polímero se controla por la cantidad de agentes tensoactivos convencionales, agregados durante el proceso de polimeriza-ción en emulsión. Agentes tensoactivos convencionales incluyen los emulsionadores aniónicos, no iónicos, o sus combinaciones. Emulsionadores aniónicos típicos incluyen los sulfatos alcalinos o de alquil-amonio, ácidos alquilsulfónicos, ácidos alquil-fosfónicos, ácidos grasos y sulfatos y fosfatos de alquil-fenol oxietilados. Emulsionadores no iónicos típicos incluyen los etoxilatos de alquilfenol, alquil-alcoholes polioxietilenados, condensados de amina-poliglicol, aductos de polietoxi modificados, esteres de ácidos carboxílicos de cadena larga, alquilaril-éter terminados modificados y alcoholes alquilpoliéter . Alternativamente, el polímero aglutinante puede incluir partículas de polímeros de múltiples etapas, que tienen dos o más fases de varias estructuras geométricas, tal como, por ejemplo, partículas de núcleo/cubierta o de núcleo/envoltura, las partículas de núcleo/cubierta con fases de cubierta que encapsulan incompletamente el núcleo, partículas de núcleo/cubierta con multiplicidad de núcleos y partículas de red interpenetrante. En todos estos casos, la mayoría del área superficial de las partículas será ocupada por al menos una fase externa, y el interior de la partícula de polímero de látex será ocupada por al menos una fase interna. La fase externa de las partículas de polímero de múltiples etapas pesa del 5 al 95 por ciento en peso, con base en el peso total de la partícula. El peso molecular promedio ponderal por GPC de estas partículas de polímeros de múltiples etapas, se encuentra en el intervalo de 500 a 5,000,000, preferiblemente de 1,000 a 1,000,000. Las partículas de 'polímeros de múltiples etapas se preparan por un proceso de polimerización en emulsión convencional, en el cual al menos dos etapas que difieren en composición se forman en una manera en secuencia. Tal proceso resulta generalmente en la formación de al menos dos composiciones de polímero. Cada una de las etapas de las partículas de polímeros de múltiples etapas puede contener los mismos monómeros, agentes de transferencia de cadena y agentes tensoactivos como los revelados antes para las partículas de polímero. Las técnicas de la polimerización en emulsión usadas para preparar tales partículas de polímeros de múltiples etapas son bien conocidas en el arte y se describen, por ejemplo, en las patentes de E. U. A., Nos. 4,325,856, 4,654,397 y 4,814,373. El polímero aglutinante, en la forma de un polímero reducible en agua o un polímero soluble en agua, se puede preparar directamente en agua si la mezcla de monómeros es soluble en agua o, como más a menudo es el caso, el solvente de polimerización es un solvente miscible en agua, tal como el isopropanol, butil-cellosolve o propilen-glicol. En tal caso, el agua puede ser incluida en la mezcla de polimerización o agregada posteriormente después de completar la polimerización. Tales polímeros pueden ser preparados utilizando los monómeros antes descritos. Otra ruta para la preparación de un polímero soluble en agua de esta invención es preparar un polímero aglutinante que tenga suficiente ácido acrílico o metacrílico u otro monómero de ácido polimerizable (usualmente más del 10 por ciento) , de modo que el polímero aglutinante se pueda solubilizar por la adición del amoníaco u otra base. Polímeros solubles en agua de este tipo se usan ventajosamente como mezclas con los polímeros dispersos. La parte funcional reactiva pendiente del polímero aglutinante es preferiblemente una parte funcional pendiente suficiente para suministrar al polímero aglutinante con un número de ácido en el intervalo de 0.8 a 130, preferiblemente en el intervalo de 0.8 a 80 y más preferiblemente en el intervalo de 0.8 a 30. El número de ácido deseado se logra controlando la cantidad del monómero funcional de ácido utilizado en producir el polímero aglutinante. El intervalo deseado del número ácido se obtiene utilizando el polímero aglutinante que contiene un monómero funcional de ácido, tal como el monómero de metacrilato de fosfoetilo o monómeros de ácido carboxílico insaturados etilénicamente, tal como el ácido acrílico, éster de monoetilo del ácido fumárico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido maléico, anhídrido maléico, ácido metacrílico, éster de monometilo del ácido fumárico, hidrogen-maleato de metilo, ácido 2-acrilamido-2-metilpropan-sulfónico, sulfonato de vinilo sódico, metacrilato de sulfoetilo, o sus combinaciones. El monómero preferido de ácido carboxílico etilénicamente insaturado, se selecciona del grupo que consta del acido acrílico, ácido metacrílico y sus combinaciones. Típicamente, la amina polifuncional adecuada para su uso en la mezcla del componente aglutinante polimérico o el aglutinante de polímero que contiene la parte funcional de amina pendiente, está protonada. Sin embargo, si se desea, la amina polifuncional, adecuada para el uso en la mezcla del componente aglutinante polimérico o el aglutinante de polímero que contiene la parte funcional de amina pendiente, se puede mantener en un estado desprotonado, elevando el pH del portador evaporable acuoso del componente de aglutinante polimérico, en el intervalo de 9 a 11, preferiblemente de 9.5 a 10.5. El pH del portador evaporable acuoso es elevado agregando amoníaco, morfolina, aminas de alquilo inferior, 2-dimetilaminoetanol, N-metilmorfolina y etilendiamina. Se prefiere el amoníaco. Como resultado de la desprotonación de los grupos funcionales de amina en la amina polifuncional, esencialmente todos los grupos funcionales de amina están sin cargar, es decir neutralizados, preservando así la estabilidad coloidal del componente del aglutinante polimérico. La amina polifuncional puede ser polimerizada del 20 al 100 por ciento, preferiblemente del 50 al 100 por ciento, todo en porcentajes en peso, con base en el total de los sólidos de la amina polifuncional de al menos uno o más de los monómeros que contienen amina, algunos ejemplos de los cuales incluyen los miembros de las siguientes clases: 1) Éteres de aminoalquil-vinilo, en que los grupos alquilo pueden ser de cadena recta o ramificada, que tienen de dos a tres átomos de carbono y en que el átomo de nitrógeno puede ser primario, secundario o terciario. Tal proceso se describe en la patente de E. U. A., No. 2,879,178. Cuando el monómero que contiene un átomo de nitrógeno terciario, uno de los átomos de hidrógeno restantes puede estar substituido por grupos de alquilo, hidroxialquilo o alcoxialquilo, cuyos componentes de alquilo pueden tener de uno a cuatro átomos de carbono, preferiblemente sólo un átomo de carbono. Ejemplos específicos incluyen: éter de beta-aminoetil-vinilo, sulfuro de beta-aminoetil-vinilo; éter o sulfuro de N-monometil-beta-aminoetilo; éter o sulfuro de N-monobutil-beta-aminoetilo y éter o sulfuro de N-m©nometil-3-aminopropil-vinilo . 2) Esteres de acrilamida o acrílicos, tal como aquéllos de la fórmula I: 0 H2C = C(R)C - (Xn) - A - NR*R° I en la cual: R es H ó CH3; n es 0 ó 1; X es O ó N(H) . Cuando n es cero, A es 0(CH2)X, donde x es 2 ó 3, o (O-alquileno) y,- donde (O-alquileno) y es un grupo de poli (oxialquileno) que tiene un peso molecular promedio ponderal por GPC en el intervalo de 88 a 348, en el cual los radicales individuales de alquileno son los mismos o diferentes y son el etileno o el propileno; y cuando n es 1, A es un grupo alquileno que tiene de 2 a 4 átomos de carbono; R* es H, metilo o etilo; y R° es H, fenilo, bencilo, metilbencilo, ciclohexilo o alquilo (C]_-Cg) . Algunos de los ejemplos preferidos de compuestos de la fórmula I incluyen: acrilato o metacrilato de dimetilaminoetilo; acrilato o metacrilato de beta-aminoetilo; metacri-lato de tributil-aminoetilo; metacrilato de 3-aminopropilo; acrilamida o metacrilamida de N-beta-aminoetilo; acrilamida o metacrilamida de (monometilaminoetilo) ; metacrilamida de dimetilaminoetilo; metacrilamida de tributilaminoetilo; acrilato o metacrilato de N- (mono-n-butilo) ; metacrilato de 3-aminopropilo; metacriloxietoxietilamina y acriloxipropoxi-propoxipropilamina . 3) N-acriloxialquil-oxazolidinas y N-acriloxi-alquiltetrahidro-1, 3-oxazinasa y los componentes correspondientes en los cuales el enlace de "alquilo" es reemplazado por alcoxialquilo y poli (alcoxi-alquilo) , todos los cuales son abarcados por la Fórmula II: 0 cmH2m / \ H H2CC = = = CC((RR))CC - - - AA'' - NN 0 II \ / C / \ R 1 R2 en que R es H ó CH3; m es un entero que tiene el valor de 2 ó 3; R1, cuando no se une directamente a R2, se selecciona del grupo que consta de hidrógeno, fenilo, bencilo y grupos alquilo (C -C?2)' R2, cuando no se une directamente a R1, se selecciona del grupo que consta de hidrógeno y grupos alquilo (C!-C4); R1 y R2, cuando se unen directamente entre sí, forman un anillo de 5 ó 6 átomos de carbono con el átomo de carbono adjunto del anillo en la fórmula, es decir R1 y R2, cuando se unen entre sí, se seleccionan del grupo que consta de pentametileno y tetrametileno; y A' es 0( mH2m) ó (O-alquileno) n, en que (0-alquileno)n es un grupo de poli (oxialquileno, que tiene un peso molecular promedio ponderal por GPC en el intervalo de 88 a 348, en el cual los radicales alquileno individuales son iguales o diferentes y son cualquiera del etileno o el propileno. Los compuestos de la Fórmula II se pueden hidrolizar bajo varias condiciones a aminas secundarias. La hidrólisis produce productos que tienen la Fórmula III: 0 III H C = C(R)C - A' - N(H) - (CmH2m) - OH Los compuestos de la Fórmula III se describen en las patentes de E. U. A., Nos. 3,037,006 y 3,502,627, propiedad de un cesionario común, y sus solicitudes extranjeras correspondientes, y las patentes de cualquiera de los compuestos monoméricos ahí descritos se pueden usar en obtener los copolímeros que serán usados en la composición de la presente invención. Algunos de los ejemplos preferidos de compuestos de la Fórmula III incluyen: metacrilato de oxazolidiniletilo; acrilato de oxazolidiniletilo; 3- (gamma-metacril-oxipropil) -tetrahidro-1, 3-oxazina; 3- (beta-metacriloxietil) -2, 2-penta-metilen-oxazolidina; 3- (beta-metacriloxietil-2-metil-2-propil-oxazolidina; N-2- (2-acriloxietoxi) etil-oxazolidina; N-2-(2-metacriloxietoxi) etil-oxazolidina; N-2- (2-metacriloxieto-xi) etil-5-metil-oxazolidina, N-2- (a-acriloxietoxi) etil-5-metil-oxazolidina; 3- [2- (2-metacriloxietoxi) etil) ] -2, 2-penta.metilen-oxazolidina; 3- [2- (2-metacriloxietoxi) etil) ] -2, 2-dimetiloxazolidina; 3- [2- (metacriloxietoxi) etil] -2-fenil-oxazolidina; 2-isopropeníl-2-oxazolina. 4) Polímeros de monómeros que generan fácilmente aminas por hidrólisis, son útiles en la preparación de la amina polifuncional. Ejemplos de tales monómeros son las acriloxi-cetiminas y acriloxi-aldiminas, tal como aquéllas de las Fórmulas IV y V, mostradas abajo.
H2C = (CR) - CoOA"N = O IV H2C = C(R) - Co (D)n - {B) n>.? - A° ) no.^ - N = Q V en que R es H ó CH3 Q se selecciona del grupo que consta de: R6 es H; o puede ser metilo en una unidad CHR^ R5 se selecciona del grupo que consta de grupos alquilo (C]_-C]_2) Y ciclohexilo; R^ se selecciona del grupo que consta de alquilo (C?-C]_2) Y ciclohexilo; R^ se selecciona del grupo que consta de grupos fenilo, halofenilo, alquilo (C1-C12) ciclohexilo y alcoxi (C]_-C4) fenilo; A" es un grupo alquileno (C?-C?2) - A°, B y D son grupos de oxialquileno iguales o diferentes, que tienen la fórmula -OCH(R7) -CH (R7) -, en que R7 es H, CH3 ó C2H5; x es un entero que tiene un valor de 4 ó 5; n° es un entero que tiene un valor de 1 a 200; n' es un entero que tiene un valor de 1 a 200; y n" es un entero que tiene un valor de 1 a 200, la suma de n°-l, n'-l y n"-l tiene un valor de 2 a 200. Algunos ejemplos preferidos de compuestos de las Fórmulas IV y V, incluyen: metacrilato de 2- [4- (2, 6-dimetilheptiliden) -amino] -etilo; metacrilato de 3- [2- (4-metilpentilidin) -amino] -propilo; metacrilato de beta- (bencilidenamino) -etilo; metacrilato 3- [2- (4-metilpentiliden) -amino] -etilo; acrilato de 2- [4- (2, 6-dimetilheptiliden) -amino] -etilo; metacrilato de 12- (ciclopentiliden-amino) -dodecilo; N- (1, 3-dimetilbutiliden) -2- (2-metacriloxietoxi) -etilamina; N- (benciliden) -metacriloxietoxietilamina; N- (1, 3-dimetilbutiliden) -2- (2-acriloxie-toxi) etilamina; y N- (benciliden) -2- (2-acriloxietoxi) etilamina. Los compuestos de las Fórmulas IV y V se hidrolizan en medios ácidos, neutrales o alcalinos para producir las aminas primarias correspondientes o sus sales, en que el grupo -N=Q de las fórmulas llega a ser NH2 y O = Q. Los compuestos de las Fórmulas V y VI se describen en las patentes de E. U. A., Nos. 3,037,969 y 3,497,485, y cualquiera de los compuestos monoméricos ahí descritos se puede usar en obtener los copolímeros que se van a usar en la porción del polimero soluble en agua de las composiciones de la presente invención. En general, las aminas polifuncionales se pueden obtener por la polimerización en solución en medios acuosos, ya sea neutrales, alcalinos o ácidos, dependiendo del polímero particular buscado, como se sabe generalmente en el arte, por ejemplo, de acuerdo con el método enseñado en la patente de E. U. A., No. 4,119,600. En general, la polimerización se lleva a cabo en un medio acuoso que contiene una cantidad pequeña de un ácido, ya sea orgánico o inorgánico, tal como el ácido acético o ácido clorhídrico. Las aminas polifuncionales incluyen copolímeros con hasta el 80 por ciento en peso de uno o más monómeros insaturados monoetilénicamente, tal como el acrilato de metilo, acrilamida y metacrilamida. Pequeñas cantidades de comonómeros relativamente insolubles se pueden usar para obtener las aminas polifuncionales solubles en agua. Los polímeros insolubles pueden contener grandes cantidades de estos comonómeros. Tales monómeros incluyen, por ejemplo, los esteres del ácido acrílico con alcoholes (C?-C g) y esteres del ácido metacrílico con alcoholes que tienen de uno a 18 átomos de carbono, especialmente alcanoles (C?-C-]); estireno; viniltolueno; acetato de vinilo; cloruro de vinilo; cloruro de vinilideno; estirenos substituidos con alquilo, butadieno; butadienos substituidos con alquilo; etileno; y los nitrilos y amidas del ácido acrílico o del ácido metacrílico. El comonómero o comonómeros particulares usados en obtener las aminas polifuncionales dependen de la proporción del monómero que contiene amina usado en obtener el copolímero. La amina polifuncional también incluye iminas de polialquileno, tal como las iminas de polietileno e iminas de polipropileno. La amina polifuncional también incluye cualquier amina polifuncional no polimérica, que tiene al menos 2 grupos de amino primarios o secundarios. Tales aminas incluyen las aminas alifáticas y cicloalifáticas, cada una con 2 a 10 grupos amino primarios o secundarios y 2 a 100 átomos de carbono. Aminas polifuncionales no poliméricas incluyen de 2 a 5 grupos amino primarios o secundarios y 2 a 20 átomos de carbono. Además en este aspecto, aminas polifuncionales no poliméricas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, la hexametilen-diamina, 2-metil-pentametilen-diamina; 1, 3-diamino-propano; 1, 3-diamino-pentano; dodecan-diamina; 1, 2-diamino-ciclohexano; 1, 4-diamino-ciclohexano; para-fenilen-diamina; 3-metil-piperidina; piperazina; n-amino-etilpiperazina; isoforona-diamina; bis-hexametilen-triamina; dietilen-triamina; etilen-diamina; dietilamina-triamina; trietilen-tetraamina; tris (2-aminoetil) -amina; óxido de etileno-amina; polioxialquilen-aminas, tal como las series Jeffamine® D, ED y T de polioxipropilen-amina, suministradas por Texaco Chemical Company de Houston, Texas; resinas acrílicas funcionales de amina, descritas en la patente de E. U. A., No. 4,120,839; trimetil-hexametilen-diamina; y tetraetilen-pentaamina. Mezclas de estas aminas polifuncionales no poliméricas pueden también ser usadas. La mayoría de las aminas polifuncionales no poliméricas preferidas son polioxipropilen-aminas, que tienen la fórmula: CH2 H2NCH-CH2- [-OCH2-CH-] 2.6-NH2 I CH2 que son suministradas bajo la marca comercial de Jeffamine® D-230, una polioxipropilen-amina, por Texaco Chemical Company, Houston, Texas. En otra modalidad de la presente invención, las partes reactivas pendientes al polímero aglutinante pueden incluir partes funcionales de amina introducidas por la funcionalización posterior del polímero aglutinante. Si se desea, las partes reactivas funcionales de amina pendientes al polímero aglutinante, se pueden introdu-cir por la reacción posterior de un polímero aglutinante polimerizado, en el intervalo del 0.5 al 20 por ciento, preferiblemente del 0.5 al 12 por ciento, de monómeros que contienen partes de 1, 3-dicarbonilo, con poliaminas que contienen, por molécula una y sólo una amina capaz de reaccionar con los compuestos de 1, 3-dicarbonilo, para formar enaminas, y al menos otra amina, la cual es incapaz de reaccionar con los compuestos de 1, 3-dicarbonilo para formar enaminas, todo en porcentajes en peso basados en el peso total de los sólidos del polímero. La relación de los grupos 1, 3-dicarbonilo, tal como el metacrilato de acetoacetoxietilo, a las aminas que son incapaces de reaccionar con los compuestos de 1, 3-dicarbonilo para formar las enaminas, puede variar en el intervalo de 20:1 hasta 1:3, preferiblemente en el intervalo de 8:1 hasta 1:1. Ejemplos de tales poliaminas adecuadas son la N-propiletilendiamina, N-butiletilendiamina, N- (1-etanol) -etilendiamina, N-etil-propilendiamina, N-etilpiperazina y N-etil-dietilentriamina. Preferiblemente, los grupos de amina que son incapaces de reaccionar con los compuestos de 1, 3-dicarbonilo para formar las enaminas, son las aminas secundarias. Si se desea, las partes reactivas funcionales de amina pendientes al polímero aglutinante, se pueden introducir por una reacción posterior del polímero aglutinante polimerizado en el intervalo del 0.5 al 20 por ciento, preferiblemente en el intervalo de 1 0.5 al 12 por ciento, de monómeros que contienen partes de isocianato, todo en porcentajes en peso, con base en el peso total de los sólidos del polímero con aminas polifuncionales. Ejemplos de monómeros funcionales de isocianato incluyen el (met) acrilato de isocianatoetilo y preferiblemente el isocianato de 3-isopropenil-a,a-dimetilbencilo. Las aminas polifuncionales contienen, por molécula, al menos dos aminas primarias y secundarias o al menos dos aminas primarias o secundarias que sean capaces de reaccionar con los grupos de isocianato para formar ureas. La relación de los grupos de isocianato a las moléculas de aminas polifuncionales puede variar en el intervalo de 5:1 hasta 1:5, preferiblemente en el intervalo de 1:1 hasta 1:3. Si se desea, las partes reactivas funcionales de amina pendientes al polímero aglutinante, se pueden introducir por la reacción posterior de un polímero aglutinante polimerizado en el intervalo del 0.5 al 20 por ciento, preferiblemente en el intervalo del 1 al 10 por ciento, de monómeros que contienen partes de epoxi, tal como el (met) acrilato de glicidilo, todo en porcentajes en peso basados en el peso total de los sólidos del polímero con cualquier amina, que incluyen las aminas polifuncionales. La relación de las partes de epoxi a las partes de amina puede variar en el intervalo de 5:1 hasta 1:5, preferiblemente en el intervalo de 1:1 hasta 1:3. Si se desea, las partes reactivas funcionales de amina pendientes al polímero aglutinante se pueden introducir por una reacción posterior de un polímero aglutinante polimerizado en el intervalo del 0.5 al 20 por ciento, preferiblemente en el intervalo del 1 al 5 por ciento, de monómeros que contienen partes de ácido carboxílico, tal como el ácido (met) acrílico, o ácidos itacónico, fumárico, maléico o sus esteres, con las aziridinas, tal como la etilenimina, porpilenimina o 1- (2-hidroxietil) etilenimina, todo en porcentajes en peso basados en el peso total de los sólidos del polímero. La relación de las partes de ácido carboxílico a las partes de la aziridina puede variar en el intervalo de 10:1 hasta 1:1, preferiblemente en el intervalo entre 2:1 y 1:1. El componente del aglutinante polimérico está contenido en el intervalo del 35 al 65 por ciento, preferiblemente en el intervalo del 45 al 60 por ciento de la mezcla, en el portador evaporable acuoso, cuando el polímero aglutinante es la dispersión de partículas del polímero, y en el intervalo del 25 al 50 por ciento, preferiblemente en el intervalo del 30 al 40 por ciento de la mezcla, en el portador evaporable acuoso, cuando el polímero aglutinante es el polímero solubilizado, todo en porcentajes en peso, con base en el peso total del componente del aglutinante polimérico. Si se desea y dependiendo del uso intentado de la composición del componente del aglutinante polimérico, se pueden agregar componentes adicionales a la composición. Estos componentes adicionales incluyen, pero no se limitan a, espesadores; biocidas; dispersantes, pigmentos, tal como un polímero opaco y el dióxido de titanio, que suministran el color blanco, pigmentos de cromato orgánicos y de plomo, que suministran el color amarillo; diluentes, tal como el carbonato de calcio, talco, arcillas, sílices y silicatos; rellenos, tal como microesferas de vidrio o poliméricas, y arena de cuarzo; agentes anti-congelantes; plastificantes; promotores de la adhesión; coalescentes; agentes de remojo; desespumantes; colorantes; jabones; preservativos y protectores de la congelación o derretido. El componente de entrelazamiento de la composición de la presente invención es capaz de entrelazarse con la funcionalidad reactiva del polímero de látex en el componente polimérico; por lo tanto, se almacena separadamente del componente aglutinante polimérico hasta que el usuario esté listo para la aplicación del recubrimiento. En general, el componente de entrelazamiento se almacena en un recipiente separado del recipiente usado para almacenar el componente polimérico. El componente de entrelazamiento de la presente composición corresponde estequiométricamente contra los grupos reactivos, tal como los grupos de amina o de ácido presentes en el componente de aglutinante polimérico. La composición de la presente invención se incluye en una relación estequiométrica que varía en el intervalo de 0.05 alO del componente de entrelazamiento en equivalentes molares a la cantidad total en equivalentes molares de la mezcla. La relación estequiométrica varía preferiblemente en el intervalo de 0.05 a 8, preferiblemente en el intervalo de 0.1 a 2. Preferiblemente, el componente de entrelazamiento está en un estado líquido a la temperatura ambiente, es decir la temperatura a la cual se mezcla la composición de recubrimiento en la mezcla de pote, antes de la aplicación. Tal temperatura es preferiblemente de 5 a 40°C. El componente de entrelazaminto puede ser emulsionado en agua, o disuelto en agua con un cosolvente, tal como el etilen-glicol-monobutilé-ter. El componente de entrelazamiento, el cual es insoluble, es también adecuado, con la condición que su peso molecular sea menor de 500. Este componente de entrelazamiento disuelto en agua es preferido. Algunos de los componentes de entrelazamiento adecuados incluyen uno o más de los siguientes: Productos de reacción de la epiclorohidrina con el bisfenol A o el bisfenol F, que contiene al menos dos anillos de oxirano; resinas novolac epoxidadas, formadas por la reacción de la epiclorohidrina con el producto de reacción del fenol con el formaldehído, tal como las resinas (serie D.E.R. 400 de Dow); poliéteres terminados en epoxi (D.E.R. 732 y D.E.R. 736 de Dow); resinas epoxi cicloalifáticas, resinas epoxi alifáticas (EPI-REZ 501, EPI-REZ 5022, EPI-REZ 5044 de Hi-Tek Polymers) ; productos de reacción de la epiclorohidrina y un poliol alifático, tal como el glicerol; epoxisilanos, tal como el 2- (3, 4-epoxiciclohexil) etil-trimetoxisilano, (3-glicidoxipropil) -trimetoxisilano y beta-(3, 4-epoxiciclohexil) -etiltrimetoxisilano (un epoxisilano se define como una molécula que contiene al menos un anillo de oxirano y al menos un átomo de Si. Preferiblemente, el epoxisilano contendrá al menos un enlace de Si-O-C) . En otra modalidad de la presente invención, el componente aglutinante polimérico de la presente invención incluye del 0.1 al 10 por ciento, preferiblemente del 0.5 al 10 por ciento, todos en porcentajes en peso de un polímero aglutinante modificado con amina, que se prepara por la copolimerización de monómeros adecuados para producir el polímero aglutinante, descrito antes, con monómeros adecuados para producir aminas polifuncionales, descritas antes. Como resultado, un polímero aglutinante modificado con una parte pendiente funcional de amina unida al mismo, se produce. Una mezcla monomérica que contiene monómeros adecuados para producir el polímero aglutinante, se mezcla con del 0.1 al 10 por ciento, preferiblemente en el intervalo del 0.5 al 5 por ciento, de monómeros funcionales de amina, antes descritos. En aún otra modalidad de la presente invención, el componente aglutinante polimérico de la presente invención incluye una combinación de 30 al 80 por ciento, de la mezcla del polímero aglutinante y la amina polifuncional, descrita antes, con 70 al 20 por ciento del polímero aglutinante modificado con amina, todo en porcentajes en peso con base en el peso total de los sólidos del componente de aglutinante polimérico. La composición de recubrimiento que seca rápidamente, basada en agua, según la presente invención, es adecuada como una composición de pintura de tráfico, la cual produce marcas de tráfico sobre las superficies del camino, que tienen resistencia al desgaste. La presente composición es también adecuada para producir marcas de tráfico sobre superficies de caminos que tienen un espesor en el intervalo de 150 a 1500 mieras. La composición de recubrimiento de VOC bajo, basada en agua, según la presente invención, es también adecuada para el uso en tintas; adhesivos; selladores; recubrimientos de mantenimiento, que incluyen aquéllos aplicados sobre superficies recubiertas previamente; recubrimientos sobre bloques de cemento, emplasto de cemento, losas de cemento; recubrimientos sobre superficies de metal, tal como los contenedores de cargas, cuerpos de automóviles, aparatos, herramientas, rollos de aluminio y acero, paramentos, puertas, ventanas; recubrimientos sobre superficies de madera, tal como puertas, ventanas, paneles, gabinetes, anaqueles, muebles; recubrimientos sobre substratos de papel; recubrimientos sobre telas tejidas y no tejidas, que incluyen prendas de vestir, alfombras y cortinas. La presente invención también se dirige a producir recubrimientos resistentes al desgaste, tal como marcas de tráfico, sobre una superficie de substrato, tal como caminos. La primera etapa del método de la modalidad preferida de la presente invención se dirige a mezclar el componente del aglutinante polimérico de una composición acuosa de recubrimiento resistente al desgaste, tal como una composición de pintura de tráfico, con su componente de entrelazamiento para formar una mezcla de pote. Los solicitantes han descubierto, inesperadamente, que la mezcla de pote de la presente composición tiene una vida en pote significantemente mayor, con una estabilidad en el almacenamiento de hasta 30 horas desde la etapa de mezcla. En contraste, la mayoría de las composiciones comerciales de dos componentes de bajo VOC, forman mezclas de pote que tienen una estabilidad durante el almacenamiento de aproximadamente 30 segundos hasta 10 minutos.
La segunda etapa de la presente invención se dirige a aplicar sobre la superficie del substrato una capa de la mezcla de pote. La capa de la composición de recubrimiento se puede aplicar por métodos conocidos en el arte, tal como, por ejemplo, rociando la composición sobre la superficie de la carretera por medios tales como pistolas de rociado montadas en un camión, donde la composición de pintura se suministra desde un tanque presurizado con aire o por medio de una bomba sin aire. Si se desea, la composición de la pintura de tráfico se puede aplicar a mano por medio de una brocha o un rodillo de pintura. Se considera que la superficie de la carretera sobre la cual se aplica una capa de la composición de pintura de tráfico que lleva agua, es preferiblemente limpiada removiendo cualquier suciedad o sedimento antes de la aplicación de la composición de la pintura de tráfico que lleva agua. El espesor de la capa de la composición de pintura de tráfico que lleva agua varía generalmente de 300 a 3,000 mieras, preferiblemente de 350 a 1000 mieras. La tercera etapa del método de la presente invención es secar la capa. Durante la etapa de secado, el portador evaporable acuoso se evapora de la capa aplicada a la superficie de la carretera. El régimen de evaporación del portador evaporable acuoso es dependiente de las condiciones ambientales a las cuales la capa de la composición de pintura de tráfico se expone y también del espesor de la capa aplicada a la superficie de la carretera. Cuanto mayor sea la humedad atmosférica, mayor será el tiempo para no recoger pintura por un rodillo libre de la capa de la presente compo- sición, como es evaluado bajo la norma ASTM D 711. Cuando la humedad relativa está entre el 65 y 90 por ciento, el tiempo para no recoger pintura desde la capa de la presente composición varía en el intervalo de 1 a 60 minutos, preferiblemente entre 1 y 20 minutos, y más preferiblemente en el intervalo de 1 a 10 minutos desde la aplicación de esta capa. La cuarta etapa de la presente invención es curar la capa secada para formar un recubrimiento resistente al desgaste, tal como marcaciones de tráfico, que tienen resistencia mejorada al desgaste. Durante la etapa de curación, la funcionalidad reactiva en el polímero aglutinante se cree, sin haberse comprobado, que el entrelazamiento substancial con el componente entrelazador, produce un recubrimiento resistente al agua. El régimen de curación depende de la temperatura atmosférica. Cuanto mayor sea la temperatura atmosférica, más corto será el tiempo de curación para el recubrimiento resistente al desgaste de la presente composición. Cuando la temperatura atmosférica está en el intervalo de 7 a 49°C, el tiempo de curación varía en el intervalo de 3 meses a 5 horas. Es convencional disponer cuentas o fragmentos de vidrio facialmente en las marcaciones de tráfico, las cuales actúan como reflectores de la luz. Si no se usan las cuentas de vidrio, las marcaciones de tráfico serían difíciles de ver en la noche y con condiciones de clima húmedo. Así, casi todas las marcaciones de tráfico tienen estas cuentas, es decir cuentas de vidrio esparcidas e incrustadas en las marcaciones de tráfico, aproximadamente a un régimen de 0.72 a 2.9 kilogramos o más por litro de pintura de tráfico para la visibilidad en la noche y en climas húmedos. Opcionalmente, las cuentas de vidrio pueden estar mezcladas previamente con la pintura de tráfico antes de aplicar esta pintura a las superficies de la carretera. El método de la presente invención puede además incluir cuentas de vidrio dejadas caer sobre la composición de pintura de tráfico de la presente invención, antes que la capa se seque, para asegurar la adhesión de las cuentas de vidrio a la capa aplicada a la superficie de la carretera. Las cuentas de vidrio son dejadas caer por métodos conocidos en el arte, tal como por rociado de las cuentas o fragmentos de vidrio arrastradas y transportadas por un chorro de aire y dejadas caer arriba de la capa o por rociado de las cuentas de vidrio a un régimen deseado desde una tolva de almacena-miento colocada arriba de la capa de la composición de pintura de tráfico de la presente invención. Las cuentas de vidrio son aplicadas sobre la capa mientras esta capa está aún "húmeda", es decir, antes que la capa seque para formar la marcación de pintura de tráfico. La cantidad de estas cuentas de vidrio dejadas caer sobre la capa es dependiente del tamaño, el índice de refracción y el tratamiento superficial de estas cuentas de vidrio. Las cuentas de vidrio típicas especificadas para las marcaciones de tráfico se describen bajo la Designación AASHTO M 247.81 (1993), desarrollada por la American Associa tion of Sta te Highway and Transporta tion Officials, (Asociación Americana de Carreteras del Estado y Funcionarios del Transporte) de Washington, D.C. Si se desea, el tiempo para ya no recoger pintura por un rodillo libre para la capa de la composición de pintura de tráfico de la presente invención puede además ser reducido por el contacto de la capa con un coagulante, el cual incluye ácidos débiles, tal como el ácido acético o cítrico acuoso, a una fuerza en el intervalo del 10 al 30 por ciento, más preferiblemente al 20 por ciento, o ácidos más fuertes, tal como el ácido clorhídrico o sulfúrico, diluido a una fuerza en el intervalo del 5 al 15 por ciento, preferiblemente al 10 por ciento. Se prefiere el ácido cítrico. El coagulante se aplica por métodos conocidos en el arte, tal como, por ejemplo, el rociado del coagulante sobre la capa. Se cree, sin haber comprobado, que el coagulante, cuando hace contacto con la capa, coagula el polímero aglutinante presente en la capa, para mejorar el régimen de secado de esta capa. La cantidad del coagulante rociado sobre la capa depende de la cantidad del polímero aglutinante presente en la capa y también del tipo del polímero aglutinante usado en la composición de pintura de tráfico. La cantidad en porcentaje en peso del coagulante rociado en la capa de la composición de recubrimiento depende del tipo de ácido, su fuerza y el tipo del equipo de rociado usado en llevar a cabo la etapa de coagulación. El coagulante, tal como el ácido cítrico al 20 por ciento de fuerza, aplicado a un régimen en el intervalo del 0.6 al 2 por ciento, preferiblemente al 1 por ciento, todo en porcentajes en peso, con base en el peso total de la composición de recubrimiento aplicado como una capa, es adecuado.
PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA Se usaron los siguientes procedimientos de prueba para generar los datos presentados en los siguientes Ejemplos: 1. La Prueba dß Resistencia al Desgaste La resistencia al desgaste de las marcaciones de pinturas de tráfico, producidas de acuerdo con la presente invención, se evaluaron bajo la norma ASTM D 913-88, intitulada Standard Test Method for Evalua ting Degree of Resistance to Near of the Traffic Paint (Método de Prueba Estándar para Evaluar el Grado de Resistencia al Desgaste de la Pintura de Tráfico) . Las marcaciones de tráfico, también conocidas como pistas de prueba, se prepararon y aplicaron de acuerdo con la norma ASTM D 713-90. Las cuentas de vidrio usadas en las marcaciones de prueba fueron conforme a AASHTO Designación M 247-81 (1993), publicada por American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C. Capas de la composición de pintura blanca de tráfico de los Ejemplos, descritos abajo, se rociaron aplicadas transversalmente a la dirección del flujo del tráfico, es decir perpendicular al flujo del tráfico, a un espesor de 380 mieras, sobre una carretera de cemento Portland, por medio de una máquina que va hacia atrás, que forma bandas, auto-propulsada, suministrada por Linear Dynamics, Inc., Parsimony, New Jersey. La razón de aplicar las pistas de prueba en una dirección transversal al flujo del tráfico fue acelerar la degradación de las pistas de prueba, aumentando el número de vehículos que pasan sobre estas pistas, particularmente donde las llantas del vehículo pasan más frecuentemente, la cual se define como "área de pista de ruedas". Las cuentas de vidrio, vendidas bajo el nombre de Highway Safety Spheres, con el Recubrimiento de Adherencia AC-7, suministrado por Potters Industries, Inc., Carlstadt, New Jersey, se dejaron caer sobre la capa de la composición de pintura blanca de tráfico. La resistencia al desgaste de las pistas de prueba en la superficie de carretera se observó 106 días después de su aplicación a la esta superficie de carretera. 2. Medición de la Estabilidad dß Almacenamiento de la Mezcla dß Pote por la Medición dß la Viscosidad El componente del polímero pigmentado se mezcló con la cantidad estequiométrica deseada del componente de entrelazamiento, obteniendo así la mezcla de pote. La viscosidad de esta mezcla de pote se midió inicialmente, de acuerdo con la norma ASTM D 4287-88 intitulada Standard Test Method for High-Shear Viscosity Using the ICI/Cone/Pla te Viscometer (Método de Prueba Estándar para la Viscosidad de Alto Corte, que Usa el Viscosímetro ICI/Cono/placa) , y luego de nuevo después de 4 horas, para determinar la estabilidad en el almacenamiento de la mezcla de pote. Una viscosidad expresada en centipoises (cps) en el intervalo de 100 a 500 cps se considera es un estado fluido suficiente para poderse rociar por medio de equipo convencional de rociado. 3. Prueba dß Tiempo para No Recoger Pintura dß la Capa Una capa de espesor de 500 mieras de la mezcla de pote de la versión pigmentada de la composición de recubrimiento, descrita abajo, se aplicó sobre paneles de prueba de vidrio de 10 x 30 cm por el método descrito abajo. El espesor de la capa se controló de tal manera que las marcaciones resultantes de tráfico (después de secar) sobre los mismos tengan un espesor de película que varíe de 200 a 275 mieras. El tiempo de no recoger pintura desde la capa se determinó de acuerdo con la norma ASTM #D711, rodando una rueda, en el momento de secar la pintura de tráfico, sobre la capa húmeda de la pintura de tráfico. El punto final para este tiempo de no recoger pintura se definió como el punto donde no se adhiere pintura a los anillos de hule de la rueda de prueba. 4. Prueba dß Resistencia al Frotado Abrasivo ASTM D 4213 - La pintura se colocó sobre un panel de prueba de frotación, suministrado por Leneta Company, con un espesor de película húmeda de 178 mieras y se dejó secar a la temperatura ambiente. El panel de prueba se colocó sobre una Máquina de Prueba de Abrasión, suministrada por Gardner Laboratories. El medio de frotación estándar, suministrado por Leneta Company, y el agua se aplicaron al cepillo de esta Máquina de Prueba de Abrasión, el cepillo luego se hizo mover a través de la película en una manera recíproca hasta que rompió la película de pintura. El número de pasadas del cepillo, requerido para la falla de la película de pintura, se registró. Un número mayor de pasadas del cepillo, nombradas "frotaciones" indica una mayor resistencia a la frotación.
Ejemplo 1 Un perol de reacción agitado, que contiene 914 gramos de agua desionizada, se calentó bajo una atmósfera de nitrógeno a 85°C. Al perol calentado, se agregaron 15.5 gramos de lauril-sulfato de sodio, 7.6 gramos de carbonato de sodio y 7.8 gramos de persulfato de sodio. Una mezcla de emulsión de monómeros se preparó mezclando 869 gramos de agua desionizada con 15.5 gramos de lauril-sulfato de sodio, 992 gramos de acrilato de butilo, 1155 gramos de metacrilato de metilo y 28.3 gramos de ácido metacrílico. Luego se agregaron 180 gramos de la mezcla de emulsión de monómeros al perol calentado. El resto de la mezcla de emulsión de monómeros fue luego agregada gradualmente al perol de reacción, seguido por 50 gramos de agua desionizada. Este perol de reacción luego se enfrió y se agregó 0.01 gramo de sulfato ferroso disuelto en 1 gramo de agua desionizada, seguido por un total de 1.76 gramos de peróxido de hidrógeno de butilo terciario, disuelto en 40 gramos de agua desionizada y 0.88 gramo de formaldehído de sulfoxilato de sodio disuelto en 30 gramos de agua desionizada. En seguida de esta adición, se agregaron 50 gramos de amoníaco acuoso. Finalmente, se agregaron 95.4 gramos de una solución acuosa de metacrilato de polioxa-zolidinoetilo, con 27% de sólidos en peso, seguido por 70 gramos de agua desionizada, al perol de reacción para completar el proceso.
El polímero aglutinante del Ejemplo 1 tenía un tamaño de partículas de 180 nm, un contenido de sólidos del 50% en peso, un pH de 9.9 y una viscosidad de menos de 250 centipoises.
Ejemplo 2 Un perol de reacción agitado, que contiene 914 gramos de agua desionizada, se calentó bajo una atmósfera de nitrógeno a 85°C. Al perol calentado, se agregaron 15.5 gramos de lauril-sulfato de sodio, 7.6 gramos de carbonato de sodio y 7.8 gramos de persulfato de sodio. Una mezcla de emulsión de monómeros se preparó mezclando 869 gramos de agua desionizada con 15.5 gramos de lauril-sulfato de sodio, 992 gramos de acrilato de butilo, 1155 gramos de metacrilato de metilo y 28.3 gramos de ácido metacrílico. Luego se agregaron 180 gramos de la mezcla de emulsión de monómeros al perol calentado. El resto de la mezcla de emulsión de monómeros fue luego agregada gradualmente al perol de reacción, seguido por 50 gramos de agua desionizada. Este perol de reacción luego se enfrió y se agregó 0.01 gramo de sulfato ferroso disuelto en 1 gramo de agua desionizada, seguido por un total de 1.76 gramos de peróxido de hidrógeno de butilo terciario, disuelto en 40 gramos de agua desionizada y 0.88 gramo de formaldehído de sulfoxilato de sodio disuelto en 30 gramos de agua desionizada. En seguida de esta adición, se agregaron 50 gramos de amoníaco acuoso. El polímero aglutinante del Ejemplo 2 tenía un tamaño de partículas de 180 nm, un contenido de sólidos del 52.5% en peso, un pH de 9.9 y una viscosidad menor de 250 centipoises.
Ejemplo 3 A un reactor de 5 litros, que contiene 1224.6 g de agua desionizada (agua DI), bajo una atmósfera de nitrógeno, a 81°C, se agregaron, con agitación, 4.7 g de dodecilbencensulfonato de sodio (23% activo), 67.7 g de una emulsión de monómeros, descrita en la Tabla 1 siguiente, 3.2 g de carbonato de sodio, disuelto en 60 g de agua DI, y 3.2 g de persulfato de amonio, disuelto en 50 g de agua DI. El resto de la emulsión de monómeros No. 1 y una solución de 3.2 g de persulfato de amonio, disuelto en 100 g de agua DI, se agregaron gradualmente en un período de 162 minutos. Al final de las cargas, se agregaron 50 g de agua DI para enjuagar la línea de alimentación de la emulsión de monómeros. Después de enfriar a 60°C, se agregaron 9.0 g de una solución acuosa de heptahidrato de sulfato ferroso (0.15%), 1.6 g de hidroperóxido de t-butilo (70% de ingrediente activo) en 20 g de agua DI y 0.8 g de dihidrato de formaldehído de sulfoxilato de sodio en 20 g de agua DI. La muestra se neutralizó con hidróxido de amonio.
Tabla 1 Emulsión de Monómeros No. 1 gramos Agua DI 541.1 dodecilbencen-sulfonato de sodio (23%) 19.7 acrilato de butilo 1080.0 metacrilato de metilo 1051.9 ácido metacrílico 28.1 El polímero aglutinante del Ejemplo 3 tenía un contenido de sólidos del 50.0%, una viscosidad Brookfield de 94 cps (eje 3, a 60 rpm, que usa un Viscosímetro Brookfield Modelo LVTD) , un tamaño de partículas de 225 nm, un peso molecular promedio ponderal por la cromatografía GPC de 523,036 (peso molecular alto) y un pH de 10.3.
Ejemplo 4 A un reactor de 5 litros, que Contiene 1257.0 g de agua desionizada (agua DI) , bajo una atmósfera de nitrógeno, a 81°C, se agregaron, con agitación, 4.7 g de dodecilbencen-sulfonato de sodio (23% activo), 67.7 g de una emulsión de monómeros, descrita en la Tabla 2 siguiente, 3.2 g de carbonato de sodio, disuelto en 60 g de agua DI, y 3.2 g de persulfato de amonio, disuelto en 50 g de agua DI. El resto de la emulsión de monómeros No. 2 y una solución de 3.2 g de persulfato de amonio, disuelto en 100 g de agua DI, se agregaron gradualmente en un período de 175 minutos. Al final de las cargas, se agregaron 50 g de agua DI para enjuagar la línea de alimentación de la emulsión de monómeros. Después de enfriar a 60°C, se agregaron 9.0 g de una solución acuosa de heptahidrato de sulfato ferroso (0.15%), 1.6 g de hidro-peróxido de t-butilo (70% de ingrediente activo) en 20 g de agua DI y 0.8 g de dihidrato de formaldehído de sulfoxilato de sodio en 20 g de agua DI. La muestra se neutralizó con hidróxido de amonio.
Tabla 2 Emulsión de Monómeros No. 2 gramos Agua DI 541.1 dodecilbencen-sulfonato de sodio (23%) 19.7 acrilato de butilo 1080.0 metacrilato de metilo 1051.9 ácido metacrílico 28.1 n-dodecilmercaptano 32.4 El polímero aglutinante del Ejemplo 4 tenía un contenido de sólidos del 49.9%, una viscosidad Brookfield de 122 cps (eje 3, a 60 rpm, que usa un Viscosímetro Brookfield Modelo LVTD) , un tamaño de partículas de 198 nm, un peso molecular promedio ponderal por la cromatografía GPC de 35,375 (peso molecular bajo) y un pH de 10.3.
Ejemplo 5 A un reactor de 2 litros, que contiene 600 g de agua DI, bajo una atmósfera de nitrógeno, a 60°C, se agregaron, con agitación, 2.8 g de una solución acuosa de heptahidrato de sulfato ferroso (0.15%) y 0.8 g de una solución acuosa de la sal tetrasódica del ácido etilen-diamina-tetraacético (1%), diluida con 10 g de agua DI. Una carga compuesta de 200 g del metacrilato de 2-(3-oxa-zolidinil) etilo (OXEMA) y 100 g de agua DI se agregó en un período de 2 horas. Simultáneamente, las cargas compuestas de 2 g de hidroperóxido de t-butilo /70% activo) , disuelto en 23 g de agua DI y 2 g de dihidrato de formaldehído de sulfoxi-lato de sodio, disuelto en 23 g de agua DI, se agregaron en un período de 2 horas. Después de completar las cargas, la reacción se mantuvo en 60°C durante 30 minutos, luego se agregaron 0.16 g de hidroperóxido de t-butilo (70% activo) disuelto en 10 g de agua DI. Quince minutos después, se agregaron 0.1 g de hidroperóxido de t-butilo (70% activo) disuelto en 10 g de agua DI y 0.06 g de dihidrato de formaldehído de sulfoxilato de sodio, disuelto en 10 g de agua DI. Quince minutos después, ña reacción se enfrió a la temperatura ambiente. La amina polifuncional tenía un pH de 8.2, un contenido de sólidos de 17.6% y una viscosidad Brookfield (eje 2 a 60 rpm) de 30 cps.
Ejemplos 6 y 7 A los Ejemplos 1 y 2 se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, para preparar los Ejemplos 6 y 7.
Material Cantidad (g/iitro) Ejemplo 6 Ejemplo 7 Ejemplo 1 , al 50% de sólidos 386.6 Ejemplo 2, al 52.5% de sólidos 386.6 Agua DI 20.7 20.7 Dispersante1 7.4 7.4 Agente Tensoactivo2 2.9 2.9 Desespumante3 2.1 2.1 Pigmento Blanco4 103.4 103.4 Diluente5 786.5 786.5 Los componentes se mezclaron durante 10 minutos o hasta la uniformidad (la finura de molido, según se probó de acuerdo con ASTM D1210, no menor de 3 unidades Hegman) para formar una mezcla a la cual se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, con mezcla continua: Material Cantidad (g/litro) Ejemplo 6 Ejemplo 7 Metanol 25.8 25.8 Solvente coalescente6 9.2 9.2 Desespumante3 3.6 3.6 Ejemplo 8 El Ejemplo 8, el cual se formó del componente aglutinante polimérico, se mezcló en el sitio de trabajo con 23% en peso, con base en los sólidos de la composición, de un componente entrelazado7 de la composición de recubrimiento.
Evaluación dß la Resistencia al Desgaste Se evaluaron los Ejemplos 6, 7 y 8 . Los resultados se presentan abaj o : Tabla 3 Ejemplo % del % de área de pintura % de área de pintura Componente restante sobre la restante sobre la Entrelazador superficie de la carretera, superficie de la carretera. No se agregaron cuentas Se agregaron cuentas de de vidrio vidrio 6 0 35 55 7 0 0 0 8 23 55 85 De la Tabla 3 se ve que los solicitantes han descubierto, inesperadamente, que el componente aglutinante polimérico basado en la mezcla del polímero de látex con la amina polifuncional, tiene mejor resistencia al desgaste que el componente de aglutinante polimérico que no contiene una amina polifuncional. Asimismo, los solicitantes han descubierto, inesperadamente, que el componente de aglutinante polimérico basado en la mezcla del polímero de látex con la amina polifuncional en mezcla con el componente de entrelazamiento, da mejor resistencia al desgaste que el componente de aglutinante polimérico solo.
Ejemplos 9, 10 y 11 Los siguientes componentes se agregaron en el orden mostrado, para preparar los Ejemplos 9, 10 y 11: Material Cantidad (g/600 ml) Ejemplo 9 Ejemplo 10 Ejemplo 11 Ejemplo 2, al 52.5% de sólidos 263.0 263.0 263.0 Agua DI 14.9 9.8 18.0 Amoníaco @ 28% de fuerza 2.6 9.8 18.0 metacrilato de poli-oxazolidinoetilo 5.1 10.2 0.0 @ 27.1% de sólidos Dispersante'' 3.5 3.5 3.5 Agente Tensoactivo^ 1.7 1.7 1.7 Desespumante3 1.3 1.3 1.3 Pigmento Blanco'* 60.0 60.0 60.0 Diluente5 456.4 456.4 456.4 Los componentes se mezclaron durante 10 minutos o hasta la uniformidad de la molienda, según se probó de acuerdo con ASTM D1210, no menor de 3 unidades Hegman) , para formar una mezcla a la cual se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, con mezcla continua: Material Cantidad (gramos por 600 mililitros) Ejemplo 9 Ejemplo 10 Ejemplo 11 Metanol 18.0 18.0 18.0 Solvente Coalescente6 13.8 13.8 13.8 Desespumante3 2.0 2.0 2.0 Los Ejemplos 9, 10 y 11, los cuales forman el componente de aglutinante polimérico, se mezclaron en el sitio de trabajo con 23% en peso con base en los sólidos de la composición del componente de entrelazamiento 7 de la composición de recubrimiento.
La evaluación dßl efecto dßl nivel de amina en la mezcla y el epoxi emulsionado en ßl componente dß entrelazamiento en ßl tiempo que no recoge pintura ßl rodillo de la capa y la estabilidad dß almacenamiento de la mezcla dßl pote Los Ejemplos 6, 9, 10 y 11 se aplicaron a las muestras de prueba según el procedimiento descrito antes. El efecto de la estabilidad en el almacenamiento en la viscosidad de la capa aplicada sobre las muestras de prueba también se midió según el procedimiento antes descrito. Los resultados se presentan en la Tabla 4: Tabla 4 Estabilidad en el Almacenamiento Ejemplo % dß % de Epoxi Tiempo, en Viscosidad Viscosidad Poliamina minutos, para inicial en cps después de 4 no recoger por mezcla de horas de vida pintura pote de pote de la mezcla, en cps 6 1.2 0 5 150 150 5 9 1 23 8 135 140 2 23 5 165 155 11 0 23 15 145 145 Producto 20 mayor sólido comercial8 de 500 gelificado De la Tabla 4 se puede ver que la adición de la amina polifuncional al componente de aglutinante polimérico reduce grandemente el tiempo para no recoger pintura por un rodillo de la composición de pintura de tráfico, cono sin la adición del componente entrelazador. Ejemplos 12 y 13 A los Ejemplos 3, 4 y 5, se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, para preparar los Ejemplos 12 y 13: Material Cantidad (gramos) Ejemplo 12 Ejemplo 13 Ejemplo 3 al 50% en sólidos 46.0 — Ejemplo 4, al 49.9% en sólidos — 46.0 Ejemplo 5, al 17.6% en sólidos 0.72 0.72 Dispersante'' 3.5 3.5 Agente Tensoactivo2 0.28 0.28 Desespumante3 0.20 0.20 Pigmento Blanco4 10.00 10.00 Diluente5 76.06 76.06 Los componentes se mezclaron durante 10 minutos o hasta la uniformidad (la finura de molienda, según se probó de acuerdo con ASTM D1210 no fue menor de 3 unidades Hegman) , para formar una mezcla a la cual se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, con mezcla continua: Material Cantidad (gramos) Ejemplo 12 Ejemplo 13 Metanol 3.0 3.0 Solvente Coalescente6 2.3 2.3 Agua DI 1.16 1.16 Desespumante3 0.35 0.35 Ejemplos 14 a 19 A 20 gramos de los Ejemplos 12 y 13, que formaron el componente polimérico, se agregó un componente entrelazador (un epoxisilano, suministrado por United Chemical Technologies, Bristol, Pennsylvania, según la marca comercial G-6270) , en gramos a una solución al 33.3% en agua, en las cantidades mostradas abajo, para producir los Ejemplos 14 a 19*.
Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo 14 15 16 17 18 19 Ejemplo 12 20.00 20.00 20.00 Ejemplo 13 20.00 20.00 20.00 Epoxisilano 0.05 0.10 0.20 0.05 0.10 0.20 * La cantidad del epoxisilano agregada en los Ejemplos 14 a 19 se basó en la siguiente fórmula (Ecuación 1) : Cantidad de epoxisilano agregada en gramos = cantidad de pigmento agregado (gramos) x área superficial específica del pigmento (metros2 /gramo) área de cobertura mínima del epoxisilano (metros2 /gramo) . El área superficial específica para el epoxisilano G-6270 fue de 330 metros2 /gramo .
La resistencia al frotado abrasivo de los recubrimientos de los Ejemplos 14 a 19, que se aplicaron y luego la resistencia de frotación probada de acuerdo con el procedimiento provisto en la prueba de frotado de resistencia abrasiva, antes descrita, la resistencia de frotación de estos recubrimientos se presentó como el número de frotaciones en la siguiente Tabla 5: Tabla 5 Nivel de Ejemplos Número de Ejemplos Número de epoxisilano basados en el frotaciones basados en el frotaciones agregado* polímero polímero aglutinante de aglutinante de alto peso bajo peso molecular** molecular*** 0% Ejemplo 12 810 Ejemplo 13 510 25% Ej emplo 14 1000 Ejemplo 17 450 50% Ej emplo 15 1130 Ejemplo 18 450 100% Ejemplo 16 1700 Ejemplo 19 710 * Expresado en porcentajes del epoxisilano requerido según la Ecuación 1. ** El polímero aglutinante de peso molecular alto significa un polímero aglutinante que tiene un peso molecular promedio ponderal por la cromatografía GPC de más de 100,000 *** El polímero aglutinante de peso molecular bajo, significa un polímero que tiene un peso molecular promedio ponderal por la cromatografía GPC, menor de 100,000.
De la Tabla 5, se puede ver que conforme se eleva el nivel del epoxisilano agregado, la resistencia a la frotación del recubrimiento resultante se mejora y conforme el peso molecular del polímero de látex usado se aumenta, una mejora significante en la resistencia de frotación se observa. Se notó una mejora más significante en la resistencia a la frotación en el Ejemplo 16, que utilizó un peso molecular alto y una cantidad mayor del epoxisilano.
Ejemplos 20 y 21 A los Ejemplos 3 y 5, se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, para preparar los Ejemplos 20 y 21.
Material Cantidad (gramos) Ejemplo 20 Ejemplo 21 Ejemplo 3 al 50% en sólidos 46.0 45.6 Ejemplo 5, al 17.6% en sólidos 1.63 1.4 Dispersante-' 0.72 0.72 Agente Tensoactivo2 0.28 0.28 Desespumante3 0.20 0.20 Pigmento Blanco4 10.00 10.00 Diluente5 76.0 16.8 Los componentes se mezclaron durante 10 minutos o hasta la uniformidad (la finura de molienda, según se probó de acuerdo con ASTM D1210 no fue menor de 3 unidades Hegman) , para formar una mezcla a la cual se agregaron los siguientes componentes en el orden mostrado, con mezcla continua: Material Cantidad (gramos) Ejemplo 20 Ejemplo 21 Mezcla de solventes9 6.46 6.46 Desespumante10 0.35 0.11 Epoxisilano11 7.4 2.84 Tabla 6 Ejemplo 20 Ejemplo 21 Nivel del epoxisilano agregado* 100% 150% Número de frotaciones abrasivas 1670 1810 Viscosidad inicial (cps)** 287.5 222.5 Viscosidad después de 8 horas** 345.0 307.5 * Expresado en porcentajes del epoxisilano requerido según la Ecuación 1. ** Viscosidades medidas con el viscoslmetro Brookfield, Eje #2, @ 60 rpm.
De la Tabla 6, se ve que conforme el nivel del epoxisilano agregado aumenta, se obtiene una mejora aún más significante en la resistencia a la frotación, mientras aún retiene una estabilidad en anaquel aceptable.
A no ser que se indique de otra forma, se usaron los siguientes componentes comerciales: 1 Dispersante Tamol® 901, una sal de amonio del polielectrólito suministrado por Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania @ 30% en peso. 2 Agente tensoactivo Surfynol® CT-136, un agente tensoactivo acetilénico, suministrado por Air Products and Chemicals, Inc., Allento n, Pennsylvania. 3 Desespumante Drew® L-493, suministrado por Drew Chemical Company, Boonton, New Jersey. 4 Dióxido de titanio Ti Puré® R-900, suministrado por E. I. duPont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware. 5 Carbonato de calcio natural molido Omycarb® 5, evaluado según ASTM D 1199, Tipo GC, Grado II, que tiene un tamaño de partículas promedio de 5.5 mieras, con número de absorción máximo de aceite de 10, suministrado por Omya, Inc., Proctor, Vermont. 6 Alcohol de éster Texanol®, suministrado por Eastman Chemicals, Kingsport, Tennessee. 7 Epoxi emulsionado Daubond® DC-9010W55 @ 55% de sólidos, suministrado por Daubert Chemical Co., Chicago, IL. 8 Super Lifeline III, suministrado por Linear Dynamics, Inc., Parsippany, New Jersey 9 3.00 gramos de metanol/1.16 gramos de agua DI y 2.30 gramos de alcohol de éster Texanol®, suministrado por Eastman Chemicals, Kingsport, Tennessee. 10 Desespumante Drew® L-405, suministrado por Drew Chemical Company, Boonton, New Jersey. 11 Solución al 20% de G-6270 en agua, suministrada por United Chemical Technologies, Bristol, Pennsylvania.

Claims (10)

  1. tf
  2. REIVINDICACIONES 1. Una composición de recubrimiento, con estabilidad en el almacenamiento prolongado, esta composición comprende: un componente aglutinante polimérico y un componente de entrelazamiento, en que este componente aglutinante polimérico incluye: un polímero aglutinante, estabilizado aniónicamente, que tiene al menos una parte funcional reactiva pendiente o una mezcla del polímero aglutinante, que tiene del 0.01 al 20 por ciento en peso, con base en el peso total de los sólidos del componente aglutinante polimérico, de una amina polifuncional; y en que la composición, con estabilidad en el almacenamiento prolongado, comprende el componente de entrelazamiento en una relación estequiométrica, que varía en el intervalo de 0.05 a 10 equivalentes molares del componente de entrelazamiento a la cantidad total, en equivalentes molares, de la parte funcional reactiva pendiente en la mezcla o el polímero aglutinante. 2. La composición de la reivindicación 1, en que la amina polifuncional se polimeriza del 20 al 100 por ciento en ¿$ ít peso, con base en el peso total de los sólidos del componente aglutinante polimérico de un monómero de amina.
  3. 3. La composición de la reivindicación 1, en que el polímero aglutinante se polimeriza del 20 al 100 por ciento en peso, con base en el peso total de los sólidos del componente aglutinante polimérico de un monómero de amina.
  4. 4. La composición de las reivindicaciones 2 ó 3, en que el monómero de amina se selecciona del grupo que consta de la dimetilaminopropilmetacrilamida, dimetilaminoetil-metacrilamida, tributilaminoetilmetacrilamida, metacrilato de oxazolidinetilo, metacrilato de 3-aminopropilo, 2-isopropenil-2-oxazolina y metacrilato de dimetilaminoetilo.
  5. 5. La composición de la reivindicación 1, en que la parte funcional reactiva pendiente es un ácido, una parte funcional pendiente de amina protonada o desprotonada, o una combinación de las partes funcionales pendientes del ácido y la amina protonada o desprotonada.
  6. 6. Una composición de pintura de tráfico, resistente al desgaste, con estabilidad en el almacenamiento prolongado, esta composición comprende: un componente aglutinante polimérico y un componente de entrelazamiento, en que este componente aglutinante polimérico incluye: una base volátil; y ¿? 1o un polímero aglutinante, estabilizado aniónicamente, que tiene al menos una parte funcional reactiva pendiente, o una mezcla del polímero aglutinante en el intervalo del 0.01 al 20 por ciento en peso, con base en el peso total de los sólidos del componente aglutinante polimérico de una amina polifuncional desprotonada, la cual se ha desprotonado por la base; y en que el polímero aglutinante tiene un número de ácido en el intervalo de 0.8 a 30, y una temperatura de transición a vidrio en el intervalo de 0 a 60°C; y donde la composición, con estabilidad en el almacenamiento prolongada, comprende el componente de entrelazamiento en una relación estequiométrica que varía en el intervalo de 0.05 a 10 del componente de entrelazamiento en equivalentes molares a la cantidad total, en equivalentes molares, de la parte funcional reactiva pendiente en la mezcla o el polímero aglutinante.
  7. 7. Un método para producir un recubrimiento resistente al desgaste, sobre una superficie de substrato este método comprende: mezclar un componente aglutinante polimérico de una composición acuosa de recubrimiento resistente al desgaste, con un componente de entrelazamiento de la composición de o ?/ recubrimiento, para formar una mezcla de pote, este componente de aglutinante polimérico incluye: un polímero aglutinante, estabilizado aniónicamente, que tiene cuando menos una parte funcional reactiva pendiente; o una mezcla del polímero aglutinante en el intervalo del 0.01 al 20 por ciento en peso, con base en el peso total de los sólidos del componente aglutinante polimérico de una amina polifuncional; la mezcla de pote se mezcla en una relación estequiométrica que varía en el intervalo de 0.05 a 10 del componente de entrelazamiento, en equivalentes molares, a una cantidad total, en equivalentes molares, de la parte funcional reactiva pendiente en la mezcla o el polímero aglutinante modificado con amina; aplicar una capa de la mezcla del pote sobre una superficie de substrato; secar la capa; y curar la capa para formar el recubrimiento resistente al desgaste sobre una superficie de substrato.
  8. 8. El método de la reivindicación 7, en que la estabilidad en el almacenamiento de la mezcla de pote es hasta de 30 horas, desde la etapa mezcladora. 11 A
  9. 9. El método de la reivindicación 7, que además comprende dejar caer cuentas de vidrio sobre la capa para hacer que el recubrimiento refleje la luz.
  10. 10. El método de la reivindicación 9, que además comprende el contacto de la capa con un coagulante, para reducir el tiempo de secado del recubrimiento, hasta no recoger pintura por un rodillo que pasa sobre el mismo. 1
MXPA/A/1997/007100A 1996-09-26 1997-09-18 Composicion de recubrimiento que tiene estabilidad durante el almacenamiento prolongado y metodo para producir recubrimientos resistentes al desgastede la misma MXPA97007100A (es)

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