MXPA02003137A

MXPA02003137A - Utilizacion de compuestos de circonio solubles en agua como aceleradores de secado en agentes de revestimiento acuosos.

Info

Publication number: MXPA02003137A
Application number: MXPA02003137A
Authority: MX
Inventors: Fichtner Thomas
Original assignee: Clariant Gmbh
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-09-30
Also published as: ZA200203124B; BR0014231A; JP2003510401A; DE19945626A1; EP1232222A1; WO2001021723A1

Abstract

La invencion se refiere al uso de compuestos de zirconio hidrosolubles como aceleradores de secado en agentes de revestimientos acuosos; particularmente adecuados, son los compuestos de circonio que son de preferencia compuestos tales como carbonato de amoniocirconio, acetoacetato de circonio, hidroxicioruro de circonio, ortosulfato de circonio, propionato de circonio, y fosfato de potasiocirconio; dichos agentes de revestimiento de preferencia son colorantes y yesos.

Description

USO DE COMPUESTOS DE CIRCONIO HIDROSOLUBLES COMO ACELERADORES DEL SECADO EN AGENTES DE REVESTIMIENTO ACUOSO 5 La presente invención se refiere al uso de compuestos de circonio hidrosolubles como aceleradores del secado en composiciones de revestimiento acuoso. • Los sistemas convencionales para revestimientos de secado rápido generalmente son llevados por solventes. En estas composiciones de 10 revestimiento con base en solvente, la velocidad del secado se puede controlar al variar el contenido de sólido y/o el solvente. Las composiciones de l revestimiento acuoso son ambientalmente amigables y en tiempos recientes han llegado a reemplazar cada vez más sus contrapartes con base en solventes. Para preparar una composición de revestimiento llevada por agua, 15 es más normal utilizar dispersiones de polímero como el aglutinante. Una desventaja de las composiciones de revestimiento acuoso es la dependencia de la velocidad de secado en la temperatura y humedad atmosférica. A una humedad atmosférica baja, la velocidad de secado es ^^^ generalmente rápida, en algunas casos aún más rápida que en el caso de las 20 composiciones de revestimiento convencionales. Con humedades atmosféricas altas y bajas temperaturas, no obstante, como por ejemplo en la mañana y o por la tarde, y antes o después de la lluvia, la velocidad de secado es muy lenta, ya que la evaporación del agua se perjudica principalmente. Dichos revestimientos adquieren entonces resistencia a la lluvia solamente después de tiempos de estancia muy prolongados. El secado acelerado de composiciones de revestimiento acuosas es deseable particularmente para aplicaciones exteriores, tales como, por ejemplo pinturas 5 para edificios, puentes, barcos y marcas de pavimentos, así como para superficies exteriores. Para las composiciones de revestimiento acuoso de secado rápido existen tres diferentes principios de relevancia práctica. De acuerdo con el principio de floculación, la floculación del 10 aglutinante iónicamente estabilizado se lleva a cabo ya sea después de la aplicación de la composición de revestimiento, que comprende una poliamina y amoníaco como una base volátil, como resultado del hecho que el amoníaco • se evapora (US-A-5 527 853, EP-A-O 594 321 , EP-A-O 728 822, EP-A-O 409 459) o en virtud del hecho que, junto con la composición de revestimiento, se 15 asperja una solución acida (WO 94/29 391)= o una solución de sal (EP-A-O 200249, US-A-4571 415, US-A-5403 393). Se puede llevar a cabo un cambio en la viscosidad de la superficie de la composición de revestimiento aplicando ya sea un espesante f al revestimiento fresco, produciendo de esa manera un incremento en la 20 viscosidad, como se describe, por ejemplo en EP-A- 721 003, o una base al revestimiento fresco que comprende un espesador, sin el cual, no obstante no está activado por la formulación de un pH bajo.

En el caso del método de absorción de agua, las sustancias que absorben agua, tales como geles de sílica intercambiadores de iones, geles de polímero, etc se utilizan durante la aplicación de la composición de revestimiento. En el caso de las composiciones de revestimiento en donde el secado es activado por la evaporación de una base volátil tal como amoniaco, el alcance de la invención se limita como resultado, por ejemplo de la contaminación de olor. Las composiciones de revestimiento que se llevan al contacto con sales después de su aplicación tienen ia desventaja de que están restringidas para su uso de dispersiones débilmente estabilizadas. Las sales utilizadas se deben asperjar como una solución con la composición de revestimiento o se deben aplicar posteriormente por medio de asperjado o dispersión. En el caso de la aplicación posterior de sales, en forma sólida o disuelta, se pueden lavar fracciones considerables que lleva a cabo por medio de la lluvia, por ejemplo, impidiendo severamente así la eficiencia del método. Las cantidades de sal que han sido lavadas por la lluvia generalmente pasan al agua subterránea. Como consecuencia, este modo de secado es indeseable. EP-A-O 709 441 describe el uso de compuestos de circonio en pinturas y adhesivos. Los compuestos de circonio se utilizan como un material secante, un reactivo de entrelazamiento, un agente tixotrópico, un depurador de radicales libres en las reacciones de descomposición de las películas de revestimiento, y una sustancia que forma complejo para ingredientes que normalmente conducen al derrame y/o decoloración de superficies. Sorprendentemente, se ha encontrado que las composiciones de revestimiento que comprenden uno o más compuestos de circonio hidrosolubles que exhiben un secado sumamente acelerado. En particular, lo realizan a temperaturas bajas. Los aglutinantes presentes en las composiciones de revestimiento sorprendentemente, no están sujetas a ningún requisito especial. Para su uso de acuerdo con la invención, las composiciones de revestimiento contienen, con base en el aglutinante, de preferencia hasta el 50% en peso, con particular preferencia de 0.5 a 10% en peso, y en particular de 1 a 5% en peso de compuestos de circonio, calculado como óxido de circonio. Los compuestos de circonio utilizados de preferencia son carbonato de amoniocirconio, acetoacetato de circonio, hidroxicloruro de circonio, ortosulfato de circonio, propionato de circonio y/o fosfato de potasiocirconio. Se le da preferencia particular al uso de carbonato amoniocirconio. Se pueden agregar los compuestos de circonio a la composición de revestimiento como sólidos y/o soluciones acuosas. Además de un aglutinante, las composiciones de revestimiento que contienen circonio pueden, cuando es apropiado, comprender adicionalmente formadores de película, pigmentos, rellenadores (tales como dióxido de titanio, talco, calcita, dolomita, por ejemplo), espesadores por ejemplo, tales como éteres de celulosa, ácido acrílico, espesadores de poliuretano, dispersantes, agentes humectantes, conservadores, emulsificantes y/o eliminadores de espuma. La concentración del volumen del pigmento (PVC) generalmente se sitúa entre 15 y 90%. Para incrementar la estabilidad de la composición de revestimiento es posible, cuando es apropiado, adicionalmente que sea de 0.1 a 5% en peso, de preferencia de 0.5 a 1% en peso, en base al aglutinante, emulsificantes iónicos y/o no iónicos que se van a agregar al mismo. Los aglutinantes presentes en las composiciones de revestimiento generalmente comprenden dispersiones de polímero que se basan en homopolímeros y/o copolímeros. Los homopolímeros y copolímeros adecuados incluyen todos los homopolímeros y copolímeros conocidos que se pueden obtener en forma de dispersión. En una modalidad preferida, los copolímeros contienen de 70 a 99.7% en peso, con base en la cantidad general de los monómeros, de compuestos olefinicamente insaturados polimerizables y radicalmente libres del grupo que consiste de acrilatos y metacrilatos de monoalcoholes de (C1-C12), preferiblemente de monoalcoholes (C1-C5), entre los ejemplos se encuentran metanol, etanol, isopropanol, isobutanol, n-butanol, y alcohol 2-etilhexilico, monómeros vinilaromáticos, esteres vinílicos de ácidos alcanemonocarboxílicos (C1-C12), ejemplos de los cuales son vinilacetato, vinilpropionato, vinil n-butirato, vinillaurato, ®VeoVa 9 y ©VeoVa 10 (Shell-Chemie, esteres vinílicos de ácidos W-d-dialquil-ramificados monocarboxílicos), halogenuros vinílicos, entre los ejemplos son cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno, nitrilos V,3-monoolefínicamente insaturados, entre los ejemplos se encuentran acrilonitrilo y metacrilonitrilo, y los 5 alquilésteres alquílicos de ácidos monoolefínicamente insaturados y carboxílicos, entre los ejemplos están maleato de di-n-butilo y fumarato de • di-n-butilo. Los copolímeros además contienen preferiblemente de 0.3 a 10% en peso, con particular preferencia de 0.5 a 5% en peso, con base en la 10 cantidad general de monómeros, de ácidos monocarboxílicos y dicarboxílicos V,3-monoolefínicamente insaturados, entre los ejemplos están ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itaconico, ácido maleico, y ácido fumarico, y sus amidas con o sin sustitución en los átomos de nitrógeno, cuyos ejemplos son acrilamida, metacrilamida, N-metilolacrilamida y N-butoximetacrilamida. 15 También es posible, de 0 a 20% en peso, preferiblemente de 0.5 a 5% en peso, basado en la cantidad general de monómeros, de monómeros funcionales, que están presentes en los copolímeros, entre los tk ejemplos se encuentran monómeros que contienen hidroxilo, tal como acrilatos de hidroxialquilo y metacrilatos, especialmente metacrilato de 20 hidroxietilo y metacrilato de hidroxipropilo, y/o monómeros que contienen acetilacetoxi que mejoran la adhesión en humedod, particularmente alilacetoacetato, acetilacetoxietilmetacrilato y acetilacetoxibutilmetacrilato, y/o monómeros con una acción de entrelazamoiento tal como monómeros que contienen grupos epóxidos y monómeros que contienen grupos xilano particularmente glicidilacrilato, viniltrimetoxisilano y metacriloiloxipropiltrimetoxisilano, y/o monómeros que contienen nitrógeno del grupo que consiste de monómeros polimerizables que contienen un 5 grupo amino, ureido o n-heterocíclico, ejemplos de los cuales son dimetilaminoetilacrilato y dimetilaminoetilmetacrilato, N-(2-metacriloiletil)etileneurea, y/o monómeros que contienen grupos keto, ejemplos que son diacetonacrilamida, diacetonametacrilamida, acroleína, y 2-butanonametacrilato. 10 En las dispersiones de auto-entrelazamiento, los polímeros que contienen grupos keto pueden también comprender hasta 5% en peso, en base a la entidad general de monómeros, de una hidrazidacarboxílica • difuncional o polifuncional, cuyo ejemplo es hidrazida adípica. Los aglutinantes en donde sea adecuado, comprenden además 15 emulsificadores, coloides protectores, aditivos, auxiliares y/o entrelazadores no copolimerizables. Entre los ejemplos no iónicos adecuados éteres alquilpoliglicolícos y productos de etoxilación de óxido de polipropileno. Los • emulsificadores ionogénicos adecuados incluyen emulsificadores 20 principalmente aniónicos tal como sales de metal alcalilo o sales de amonio de alquilo, arilo o alquilarilsulfonatos, alquilo, arilo o suifatos de alquilarilo, alquilo, arilo o fosfatos de alquilarilo o alquilo, arilo o alquilarilfosfonatos.

Los coloides protectores adecuados incluyen sustancias naturales, tales como goma arábica, almidón, y alginatos, por ejemplo, o sustancias naturales modificadas, tales como derivados de celulosa, por ejemplo, o polímeros sintéticos, tales como alcohol polivinílico y polivinilpirrolidona, por ejemplo, o mezclas de los mismos. Las composiciones de revestimiento de preferencia comprenden capa de enlucido exteriores, yesos interiores, pinturas exteriores, pinturas interiores, cebadores, revestimeintos de madera para pinturas de señalización de carreteras o caminos. En su sentido más amplio, las composiciones de revestimiento de la presente invención pueden también comprender adhesivos, pastas, plaske, compuestos de sellado o revestimientos de compensación de presión para el aislamiento exterior y sistemas de acabado. Las composiciones de revestimiento que contienen circonio también pueden comprender los aglutinantes que no contienen aditivos, que se pueden utilizar como9 aglutinantes de secado rápido para todos los propósitos conocidos. La invención se describe con mayor detalle a continuación con referencia a los ejemplos, sin estar restringidos por la misma.

A) Preparación de capas de enlucido sintéticas-de resma Las capas de enlucido sintéticas-de resina que se describen en los ejemplos novedosos y comparativos tienen la fórmula base que se indica en el cuadro 1.

EJEMPLO COMPARATIVO 1 Preparación de una capa de enlucido comparativa 1 que no contiene compuesto de circonio 10 La composición de la capa de enlucido comparativa 1 corresponde a la fórmula base que se indica en el cuadro 1 en ela cual, el aglutinante utilizado comprende una dispersión sintética-de resina Mowilith® • DM 2452 (cuadro 1 , ingrediente 8) de Clariant GmbH que tiene un contenido de sólidos de 50%, un pH de 6, y nuna viscosidad de 400 mPas. La base de 15 monómero de esta dispersión se forma con vinilacetate, esteres vinílicos de ácido Versatic®, y acrilatos. Para preparar la capa de enlucido, el agua se introduce inicialmente y se agregan los ingredientes restantes en el orden establecido, # mezclando. Después que la materia prima se ha introducido, se mezcla la 20 capa de enlucido hasta que sea completamente homogénea. Para preparar la capa de enlucido, se introduce agua inicialmente y se agregan los ingredientes en el orden establecido, mezclando. Después de que se han introducido las metarias primas, la capa de enlucido se mezcla hasta que se vuelva completamente homogénea.

CUADRO 1 Fórmula base de una capa de enlucido sintética-de resina EJEMPLO 1 Preparación de una capa de enlucido 1 sintética-de resina aue contiene circonio 5 La composición de la capa de enlucido 1 sintética-de resina difiere de la fórmula base que se indica en el cuadro 1, solamente en que contiene además 20 partes en epso de un compuesto de circonio Bozefix • PAS5200 de Clariant GmbH. El aglutinante utilizado es la misma dispersión sintética-resina como en el ejemplo comparativo 1. 10 Para preparar la capa de enlucido, se introduce haba y se agregan los ingredientes restantes en el orden establecido, mezclando, se agrega el compuesto de circonio al final. Después que se han incorporado las • metarias primas, la capa de nelucido se mezcla hasta que esté completamente homogénea. 15 EJEMPLO COMPARATIVO 2 Preparación de una capa de enlucido 2 comparativa que no contiene compuesto de circonio 20 La composición de la capa de enlucido 2 comparativa corresponde a la fórmula base que se indica en el cuadro 1 en donde se utiliza el aglutinante que es una dispersión sintética-resina Mowillith® LDM 1880 (cuadro 1, ingrediente 8) de Clariant GmbH que tiene un contenido de sólidos de 55%, o un pH de 5 y una viscosidad de 2000 mPas. La base de monómero de esta dispersión se forma con vinilacetato y etileno. La capa de enlucido 2 comparativa se prepara de la misma forma que la capa de enlucido 1 comprativa como se describió en el ejemplo comparativo 1.

EJEMPLO 2 Preparación de una capa de enlucido 2 sintética-de resina que contiene circonio La composición de la capa de enlucido 2 sintética-de resina difiere de la fórmula base que se indica e el cuadro 1 solo que contiene además 20 partes en epso de un compuesto de circonio Bozefix PAS5200 de Clariant GmbH. El aglutinante utilizado es la misma dispersión sintética-de resina como en el ejemplo comparativo 2. Para preparar la capa de enlucido, se introduce agua y se agregan los ingredientes restantes en el orden establecido, mezclando, en donde el compuesto de circonio se agrega hasta el final. Después que se han introducido las materias primas, la capa de enlucido se mezcla hasta que esté completamente homogénea. B) Desarrollo de pruebas de las capas de enlucido 1 y 2 comparativas y de las capas de enlucido 1 y 2 sintéticas-de resina que contienen circonio. a) Preparación de las muestras prueba El susbtrato, las capas de enlucido 1 y 2 comparativas, las capas de enlucido 1 y 2 sintéticas-de resina, y el molde que se requiere, se condicionan en una cámara de aclimatación a la temperatura de prueba de 5°C. A esta temperatura, se aplican las capas de enlucido a un panel de cemento de fibra con las dimensiones 10 cm x 15 cm, utilizando una paleta, y después se estiran hasta el espesor del grano, y se texturizan. b) Elaboración de pruebas de las muestras prueba Después de diferentes tiempos de secado, a una temperatura prueba de 5°C, las muestras prueba se examinan para verificar su grado de secado. Hasta este punto, las muestas de prueba se asperjan cada una de ellas con 60 gramos de agua. El roció de agua se genera utilizando un atomizador comercial. Durante la operación de asperjado, las muestras prueba se sitúan en posición vertical. El líquido que se derrama se recolecta de forma cuantitativa. Aunque no se ha secado todavía la composición de revestimiento, el líquido prueba lava las partículas, y como resultado adquiere una declaración blanquecina. La intensidad de la declaración permite que se pueden obtener conclusiones sobre el estado de secado de la composición de revestimiento. El grado de secado de las capas de enlucido se evalúa de acuerdo con las seis que se listan en el cuadro 2.

CUADRO 2 Clasificación de los grados de secado • Los grados se secado de las capas de enlucido 1 y 2 comparativas y de las capas de enlucido 1 y 2 sintéticas de acuerdo con las 10 seis clases del cuadro 2 después de 4 y7 horas de secado a una temperatura de secado de 5°C se indican en el cuadro 3.

• CUADRO 3 Grados de secado de las capas de enlucido investigadas 15 20 Como es evidente en el cuadro 3, las capas de enlucido 1 y 2 sintéticas-de resina que contienen circonio muestran en cada caso un grado mayor de secado que las capas de enlucido 1 y 2 comparativas, sin considerar el aglutinante (las capas de enlucido 1 y 2 sintéticas-de resina contienen diferentes aglutinantes de dispersión sintéticos-de resina) sin considerar el tiempo de secado. • •

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 5 1.- El uso de uno o más compuestos de circonio hidrosolubles como aceleradores de secado en composiciones de revestimiento acuosas, en donde los aglutinantes presentes en las composiciones de revestimiento • comprenden dispersiones de polímero que se basan en uno o más polímeros y/o copolímeros. 10 2.- El uso como el que se reclama en la reivindicación 1, en donde el contenido de compuesto de circonio general, calculado como óxido de circonio y con base en los aglutinantes presentes en las composiciones de • revestimiento, es hasta el 50% en peso. 3.- El uso como el que se reclama en la reivindicación 2, en 15 donde el contenido de compuesto de circonio en general es de 0.5 a 10% en peso. 4.- El uso como el que se reclama por lo menos en una de las reivindicaciones anteriores, en donde los compuestos de circonio que se utilizan, comprenden carbonato de amoniocirconio, acetoacetato de circonio, 20 hidroxicloruro de circonio, ortosulfato de circonio, propionato de circonio y/o fosfato de potasio circonio. 5.- El uso como el que se reclama en la reivindicación 4, en donde el carbonato de circonioamonio se utiliza como compuesto de circonio. 6.- El uso como el que se reclama por lo menos en una de las reivindicaciones anteriores, en donde los compuestos de circonio se agregan a las composiciones de revestimiento como sólidos y/o soluciones acuosas. 7.- El uso como el que se reclama por lo menos en una de las 5 reivindicaciones anteriores, en donde además el aglutinante, las composiciones de revestimiento comprende formadores de película, pigmentos, rellenadores, espesadores, dispersantes, aceites humectantes, ^ conservadores, emulsificadores y/o eliminadores de espuma. 8.- El uso como el que se reclama por lo menos en una de las 10 reivindicaciones anteriores, en donde, en base a la cantidad general de los monómeros, los copolímeros contienen a) de 70 a 99.9% en peso de uno o más compuestos olifínicamente insaturados polimerizables radicalmente libres del grupo que consiste de acrilatos y metacrilatos de monoalcoholes (C1-C12) monómeros vinilaromáticos, estrés vinílicos de ácidos 15 alcanmonocarboxílicos (C.-C12), halogenuros vinílicos, nitrilos V,?- monoolefínicamente insaturados y/o esteres alquílicos de ácidos monoolefínicamente insaturados dicarboxílicos, b) de 0.3 a 10% en peso de uno o más compuestos del grupo que consiste de ácidos monocarboxílico y dicarboxílico V,3-monoolefínicamente insaturados, y/u otras amidas de 20 amidas N-sustituidas, y c) de 0 a 20% en peso de compuestos del grupo que consiste de monómeros que contienen hidroxilo, monómeros que contienen acetoacetoxi, monómeros que contienen grupos epóxidos, monómeros que contienen grupos xilano, monómeros que contienen nitrógeno y/o monómeros que contienen grupos keto. 9.- El uso como el que se reclama por lo menos en una de las reivindicaciones anteriores, en donde los aglutinantes comprenden emulsificantes, coloides protectores, aditivos, auxiliares y/o entrelazadores no copolimerizables. 10.- El uso como el que se reclama por lo menos en una de las • reivindicaciones anteriores, en donde las composiciones de revestimiento comprende una pintura exterior, una pintura interior, una pintura para 10 señalización de pavimentos, un cebador, un revestimiento de madera, una capa de enlucido exterior o un yeso interior. 11.- El uso como el que se reclama en por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde las composiciones de revestimiento comprenden adhesivos, pastas, plastes, compuestos desellado o 15 revestimientos de compensación de presión para el aislamiento exterior y los sistemas de acabado. 12.- El uso como el que se reclama en por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde las composiciones de revestimiento comprenden los aglutinantes no aditivos que se utilizan tal como son.