ESPESANTE PARA SISTEMAS DE PINTURA.

Uso combinado de almidón(ones) o derivados de almidón junto con al menos una celulosa de viscosidad alta como espesante en sistemas de pintura basados en aglutinantes de dispersión,

presentando la celulosa una viscosidad > 50.000 mPa.s, con preferencia > 60.000 mPa.s, en especial > 75.000 mPa.s, medida mediante un viscosímetro de rotación Brookfield como solución acuosa hinchada al 2% a 5 rpm y 25ºC

Espesante para sistemas de pintura.

La presente invención se refiere al uso combinado de almidones o derivados de almidón con celulosas de viscosidad alta como espesantes en sistemas de pintura, que se caracterizan por efectos de espesamiento sorprendentemente altos, que no se esperaban, así como las pinturas de dispersión para interior y para exterior resultantes.

El experto sabe que las pinturas corrientes para paredes de interior y de exterior a base de sistemas acuosos contienen con frecuencia cuatro componentes principales, en concreto cargas, pigmentos, aglutinantes y agua, así como una pluralidad de importantes componentes menores tales como agentes dispersantes, humectantes, antiespumantes, adyuvantes formadores de película, retardantes, conservantes, biocidas, sales, ácidos, bases, tampones, estabilizadores, silicatos sódicos o potásicos, sílice, disolventes orgánicos, espesantes, etcétera.

El experto también conoce las más diversas diferenciaciones o sinónimos de las pinturas a base de agentes dispersantes de este tipo tales como pintura de dispersión, pintura para paredes, pintura para interiores, pintura resistente al fregado, pintura lavable, pintura de emulsión, pintura brillante, pintura de alto brillo, pintura satinada, pintura para exteriores, pintura para fachadas, pintura de relleno, pintura de silicatos, pintura de una capa, pintura de dos capas, pintura al disolvente, pintura de obra, pintura para obras, pintura para hormigón, revoque de resina sintética, revoque mineral, pintura de dispersión seca, pintura para aplicación a pistola, pintura de imprimación, pintura efecto arena, etc.

El experto sabe, además, que en las pinturas para paredes de interior y de exterior de este tipo se usan de manera predominante derivados de celulosa como espesantes y agentes reológicos. Se trata de hidroxietilcelulosas (HEC), metilcelulosas (MC), metilhidroxietilcelulosas (MHEC), etilhidroxietilcelulosas (EHEC), hidroxipropilcelulosas (HPC), carboximetilcelulosas (CMC), carboximetilhidroxietilcelulosas (CMHEC), celulosas aminadas, etc. Con frecuencia, estos productos en polvo se han modificado adicionalmente retrasando el hinchamiento.

Según el efecto de espesamiento puede distinguirse entre celulosas de viscosidad alta, de viscosidad media y de viscosidad baja. Para dar a los fabricantes de pinturas un valor normativo del efecto de los espesantes, se recurre a menudo a las viscosidades de soluciones al 2% para hacer una clasificación grosera. Una celulosa con una viscosidad de aprox. 2.000 mPa.s (e inferior), medida con un viscosímetro de rotación Brookfield a 5 rpm y 25ºC, significa por lo tanto una variante de viscosidad baja y un producto con 50.000 mPa.s (y más) constituye una celulosa de viscosidad alta. Los productos que presentan viscosidades situadas entre estos valores pueden clasificarse como celulosas de viscosidad media. Esta clasificación de las viscosidades permite también comparar celulosas con diferentes sustituciones, de tal manera que también pueden valorarse comparándolas, por ej., las metilcelulosas y las hidroxietilcelulosas. En las pinturas de dispersión se usan habitualmente como espesantes éteres de celulosa de baja y media viscosidad. Este es el caso en especial con pinturas de calidad alta. Sin embargo, para ajustar la reología de las pinturas en casos aislados también se usan los éteres de celulosa de viscosidad alta, en particular con pinturas de calidad relativamente más baja.

Además de las celulosas se usan de modo esporádico también otros espesantes tales como bentonitas inorgánicas, polímeros y copolímeros sintéticos a base de metacrilo, acrilo, vinilo y PUR, y materiales orgánicos modificados a base de goma de guar, alginatos, pectina, xantano, goma tragacanto y almidón.

Los almidones y derivados de almidón pueden usarse además como aglutinantes en pinturas simples, que según esta definición son las pinturas que no contienen aglutinantes sintéticos. En el documento WO 97/12946, además del uso de caseína de la leche, proteínas del huevo y yema de huevo, se describe también el uso de fécula de patata y pastas de almidón en pinturas al agua de paredes en exterior e interior. Se usa ahí en total hasta el 30% de aglutinantes naturales. Algo similar se da a conocer en el documento EP-A 1 477 535. También aquí el almidón tiene en los sistemas de pintura simples la función del aglutinante.

El documento US-A-4716186 se refiere a derivados de almidón granulares y solubles en agua fría así como a su uso como espesantes en pinturas de dispersión. Los derivados de almidón se seleccionan del grupo formado por materiales granulares de almidón metilado, etilado o carboximetilado, siendo los espesantes (1) solubles al menos al 90% y presentando en agua (2) a 25ºC un grado de sustitución medio con metilo, etilo o carboximetilo en el intervalo de aproximadamente 0,15 a aproximadamente 1,0 sustituyentes de este tipo por unidad de anhidroglucosa en la molécula de almidón y (3) una proporción entre el contenido de aniones inorgánicos (en porcentaje en masa basado en la masa seca del derivado de almidón) y el grado de sustitución (G.S.) con metilo, etilo o carboxilo de aproximadamente 14 o menos.

En el documento EP-A-0 979 850 se dan a conocer espesantes asociativos. Los espesantes asociativos no forman por sí mismos un retículo sino que conducen a la asociación de partículas que ya están presentes en el líquido. Tienen un carácter tensioactivo ya que presentan grupos terminales y laterales tanto hidrófilos como hidrófobos. Con ello se forman, por ej., micelios que contribuyen de este modo a aumentar la viscosidad. Además en dispersiones, por ej. en pinturas al agua, se unen con las partículas de látex existentes y las conectan a través de "puentes de micelio".

El documento DE-A-2 005 591, por último, se refiere a pastas de estampación de textiles formadas por agua, un colorante, al menos un espesante orgánico polímero que se disuelve casi totalmente en agua y al menos un derivado de almidón reticulado que se hincha en agua fría pero que es prácticamente insoluble en agua fría y/o caliente.

El documento US 5 118 732 se refiere a una composición de obturación resistente a la lluvia que contiene dispersiones acuosas de polímeros, éteres de celulosa no iónicos seleccionados del grupo formado por hidroxietilo, hidroxietilmetilo, hidroxipropilmetilo e hidropropilcelulosa así como, dado el caso, aditivos típicos tales como cargas, pigmentos, plastificantes, etc.

En el documento EP 0 307 915 A2 se dan a conocer derivados carboximetilhidroxietílicos aniónicos e hidrosolubles de éteres de celulosa, que pueden usarse como espesantes en composiciones acuosas tales como pinturas a base de agua y que presentan un grupo de modificación azilo, alfahidroxialquilo o alquilo hidrófobo con 8-25 átomos de carbono y que en una estructura de polímero constituyen una proporción de masa del aproximadamente 0,1 al aproximadamente 4%, estando el grado de sustitución de carboximetilo entre aproximadamente 0,05 y < 1.

El documento EP 0 601 404 A1 se refiere a determinados éteres de carboximetil-sulfoetilcelulosa (CMSEC) altamente sustituidos y a un procedimiento simplificado y económico para la preparación de éteres altamente sustituidos de este tipo, así como a su uso como espesante en la estampación textil.

El documento JP 03-0348971 A, por último, se refiere a pintura ignífuga formadora de espuma a base de agua, que contiene una emulsión de resina sintética, un agente expansor y un agente carbonizador así como reguladores de la viscosidad que contienen derivados de celulosa y presentan una viscosidad de 10-400 Pa.s.

Según "Starch Derivatisation" de K. F. Gotlieb y A. Capelle, Wageningen Academic Publishers, The Netherlands, 2005, página 47, en la industria del almidón - evidentemente en engrudos para papel pintado - se usan ya desde hace mucho tiempo hidroxietilcelulosas para "mejorar" carboximetil almidón (reticulado) usado como espesante en aplicaciones industriales. No se mencionan aplicaciones especiales y tampoco se observó expresamente ningún efecto sinérgico.

La principal ventaja del uso de almidones, almidones modificados y derivados de almidón en productos industriales es que el almidón es una materia prima natural que se renueva anualmente, que es económica y que existe en cantidad sobrante, y que puede obtenerse y modificarse con procedimientos respetuosos con el medio ambiente. Por ese motivo, en la técnica de hecho se usa también a menudo para los más diversos fines de uso.

Los derivados de...

1. Uso combinado de almidón(ones) o derivados de almidón junto con al menos una celulosa de viscosidad alta como espesante en sistemas de pintura basados en aglutinantes de dispersión, presentando la celulosa una viscosidad > 50.000 mPa.s, con preferencia > 60.000 mPa.s, en especial > 75.000 mPa.s, medida mediante un viscosímetro de rotación Brookfield como solución acuosa hinchada al 2% a 5 rpm y 25ºC.

2. Procedimiento para la preparación de sistemas de pintura basados en aglutinantes de dispersión, caracterizado porque se añade al sistema de pintura una combinación de almidón(ones) junto con al menos una celulosa de viscosidad alta como espesante, presentando la celulosa una viscosidad > 50.000 mPa.s, con preferencia > 60.000 mPa.s, en especial > 75.000 mPa.s, medida mediante un viscosímetro de rotación Brookfield como solución acuosa hinchada al 2% a 5 rpm y 25ºC.

3. Procedimiento para la preparación de sistemas de pintura basados en aglutinantes de dispersión, caracterizado porque separados en distintos instantes se incorporan como espesantes al sistema de pintura almidón(ones) y al menos una celulosa de viscosidad alta, presentando la celulosa una viscosidad > 50.000 mPa.s, con preferencia > 60.000 mPa.s, en especial > 75.000 mPa.s, medida mediante un viscosímetro de rotación Brookfield como solución acuosa hinchada al 2% a 5 rpm y 25ºC.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque al sistema de pintura se le añade el almidón de la combinación de almidón-celulosa al final de la formulación de la pintura, antes de la adición del aglutinante.

5. Combinación espesante de pinturas de dispersión que comprende almidón(ones) o derivados de almidón junto con al menos una celulosa de viscosidad alta, presentando la celulosa una viscosidad > 50.000 mPa.s, con preferencia > 60.000 mPa.s, en especial > 75.000 mPa.s, medida mediante un viscosímetro de rotación Brookfield como solución acuosa hinchada al 2% a 5 rpm y 25ºC.

6. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 5, caracterizada porque las celulosas de viscosidad alta se seleccionan del grupo formado por hidroxietilcelulosa (HEC), metilcelulosa (MC), metilhidroxietilcelulosa (MHEC), etilhidroxietilcelulosa (EHEC), hidroxipropilcelulosa (HPC), carboximetilcelulosa (CMC), celulosas catiónicas y combinaciones de las mismas.

7. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada porque el almidón se basa en almidón de maíz, almidón de trigo, almidón de patata, almidón de tapioca, almidón de mandioca, almidón de guisante, almidón de arroz, almidón de amaranto, almidón de centeno, almidón de cebada o sus formas cerosas naturales y transgénicas o sus formas ricas en amilosa naturales y transgénicas.

8. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque el almidón es el producto de una esterificación.

9. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 8, caracterizada porque el almidón es el producto de una esterificación con ácidos mono-, di- o tricarboxílicos con una cadena de alquilo con 1-30 átomos de carbono o un carbamato.

10. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 9, caracterizada porque el almidón está acilado, con preferencia succinilado, octenilsuccinilado, dodecilsuccinilado o acetilado.

11. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque el almidón es el producto de una eterificación.

12. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 11, caracterizada porque el almidón es un almidón de metilo, etilo, hidroxietilo, hidroxipropilo, hidroxibutilo, carboximetilo, cianoetilo o de carbamoiletil éter, o una mezcla de los mismos.

13. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque el almidón es un almidón polimerizado por injerto o copolimerizado por injerto.

14. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque el almidón es un almidón carboximetilado de maíz o de patata.

15. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 14, caracterizada porque el almidón presenta un grado de sustitución de la carboximetilación de GS 0,01-1,0, con preferencia de GS 0,2-0,5.

16. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizada porque el almidón está reticulado como tal o de manera adicional.

17. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 16, caracterizada porque el almidón está reticulado con epiclorhidrina, ácido adípico, oxicloruro de fósforo o trimetafosfato de sodio, como tal o de manera adicional.

18. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 16, caracterizada porque el almidón está reticulado con acetal como tal o de manera adicional.

19. Combinación espesante de pinturas de dispersión según la reivindicación 18, caracterizada porque el almidón está reticulado con glioxal o está reticulado con propionaldehído.

20. Combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 19, caracterizada porque el almidón o el almidón modificado son solubles en agua fría.

21. Pintura de dispersión que contiene una combinación espesante de pinturas de dispersión según una de las reivindicaciones 5 a 20.