METODO PARA INCREMENTAR RESISTENCIA CONTRA PENETRACION DE MANCHAS EN COMPOSICIONES DE RECUBRIMIENTO ACUOSAS.

Método para incrementar la resistencia a la mancha y la resistencia a la penetración de composiciones de recubrimiento acuosas,

cuyo método comprende proporcionar una composición de recubrimiento que contiene por lo menos un pigmento, por lo menos un polímero que forma película en la forma de una dispersión de polímero acuosa y por lo menos un tensoactivo aniónico, en donde el tensoactivo aniónico comprende por lo menos 85% en peso, con base en el peso total del tensoactivo aniónico en la composición de recubrimiento, de por lo menos un tensoactivo aniónico S, que se selecciona de semi-ésteres de ácido sulfúrico o ácido fosfórico con un alcohol A, tal alcohol A lleva por lo menos un radical alquilo que tiene de 8 a 30 átomos de carbono o un radical fenilo sustituido por alquilo en donde el alquilo tiene de 4 a 30 átomos de carbono y tal alcohol A puede llevar un grupo oligo-éter de alquileno C2-C3 dado que el número de unidades de repetición en el grupo oligo-éter-alquileno C2-C3 es en su mayoría 15, o una sal de los mismos

Método para incrementar resistencia contra penetración de manchas en composiciones de recubrimiento acuosas.

La presente invención se relaciona con un método para mejorar las propiedades de manchado de composiciones de recubrimiento acuosas.

Por razones de protección ambiental e higiene ocupacional, las composiciones de recubrimiento modernas tales como pinturas en emulsión y recubrimientos arquitectónicos o decorativos, por ejemplo, contienen una formulación de aglutinante basada en una dispersión de polímero acuosa o un látex de polímero acuoso, respectivamente. Las partículas de polímero presentes en la dispersión de polímero se fusionan en el secado por lo cual se unen cualesquiera partículas de pigmento y rellenos presentes y formando el recubrimiento. La formación de una película polimérica uniforme y recubrimiento así estable solo se asegura, sin embargo, cuando la composición de recubrimiento se procesa a la temperatura que lleva por encima de la temperatura mínima que forma la película del polímero en la formulación aglutinante. Si se obstaculiza la formación de la película los recubrimientos resultantes solo tienen pobre fuerza mecánica y así pobre resistencia al lavado y frotamiento. Este problema llega a ser más pronunciado en altas proporciones de pigmento a aglutinante en particular para las composiciones de recubrimiento que tienen una concentración de volumen de pigmento pvc =q 50% o aún pvc =q 60%. La concentración de volumen de pigmento PVC, aquí y adelante, es 100 veces la relación del volumen total de pigmentos más rellenos divididos por el volumen total de pigmentos, rellenos y polímeros aglutinantes; cf. Ullmanns Enzyklopädie d. Techn. Chem., 4th ed., vol. 15, p. 667.

Se asegura una temperatura mínima que forma película en principio cuando se utilizan aglutinantes cuyos polímeros tienen una temperatura de transición vítrea baja. Sin embargo, estos aglutinantes tienen la desventaja de que la película de polímero permanece suave y es pegajosa. Esto, a su vez, tiene consecuencias para el recubrimiento de baja resistencia al retoque, alta tendencia al ensuciamiento y pobre lavado y resistencia al pulido. Alternativamente, la temperatura mínima que forma película de un aglutinante polimérico se puede reducir al procesarla con auxiliares que forman película (coalescentes). Estos son compuestos orgánicos volátiles, ejemplos son disolventes o plastificadores, que cuando el recubrimiento se seca facilitan la formación de película, inicialmente, y en secado adicional se emiten al ambiente, incrementando por lo tanto la dureza de la superficie de la película de polímero y reduciendo su pegajosidad. Los coalescentes volátiles, sin embargo, acarrea una carga indeseada al ambiente.

Otro problema asociado con las composiciones de recubrimiento acuosas es la baja resistencia de los recubrimientos obtenidos contra la penetración por y la dificultad de remoción de las manchas acuosas tales como café, vino rojo, tintas acuosas, y similares. Se asume que los pigmentos en los recubrimientos facilitan la penetración de las manchas acuosas en los recubrimientos, de tal manera que las manchas ya no se pueden remover más. Las pinturas comerciales tienen solo pobre resistencia a la mancha.

Adicionalmente se sabe que las pinturas con pobre resistencia al lavado (lavado de superficie con esponja o solución de jabón), frotamiento (frotado de la superficie con esponja, estropajo o cepillo y un jabón o una solución para frotamiento que contiene abrasivos) o al pulido (pulido de la superficie con una esponja seca, tela, brocha o superficie) muestran buena resistencia a las manchas, sin embargo como la película de pintura se daña en este proceso, indicado por un incremento visualmente percibible en el brillo o erosión de la película, el desempeño no es aceptable por el consumidor. Esto se debe a que el área limpia es diferente al área no limpia del recubrimiento, resaltándola.

La WO 98/10026 sugiere mejorar la remoción de mancha de composiciones de recubrimiento a base de agua al escoger una dispersión de polímero estabilizada aniónicamente como un aglutinante, cuyo polímero comprende ácido acrílico o ácido metacrílico, por lo menos un monómero vinilaromático y por lo menos un éster acrílico C₂-C₁₂.

La EP-A 614 955 se refiere a una pintura de látex resistente a las manchas que comprende un estireno que contiene látex de copolímero que tiene una temperatura de transición vítrea de más de 21ºC y menos de 95ºC, un pigmento oculto y un espesante no celulósico.

La WO99/4633 describe una dispersión de polímero acuosa que contiene un emulsificador con grupos fosfato, sin embargo se enfoca en resistencia a la corrosión y al retoque de los recubrimientos y no investiga el efecto en la resistente a las manchas.

La JP 2004300211 describe una composición de recubrimiento a prueba de manchas acuosas curables que contienen: (A) una dispersión acuosa curable que es excelente en anti-propiedades de manchado y se obtiene mediante dispersión, en un medio de acuoso, (a) un copolímero (met)acrilato que tiene un grupo alcoxisililo, (b) un compuesto de silano hidrolizable, y (c) un polímero de bloque obtenido al someter un monómero que comprende principalmente un éster (met)acrílico que tiene un grupo polioxialquileno a la polimerización de radical en la presencia de un iniciador de polimerización de radical que tiene unidades de polidimetilsiloxano y dos o más grupos azo en la cadena principal; y (C) un tensoactivo basado en ácido sulfosuccínico.

Existe una necesidad continua de pigmento que contiene composiciones de recubrimiento acuosas que tenga buenas propiedades de manchado, en particular buena resistencia a la mancha y resistencia penetración contra manchas, y que también asegure formación de película en bajas concentraciones de auxiliares coalescentes.

Se ha encontrado de forma sorprendente por los inventores de la presente solicitud, que se pueden resolver aquellos y otros objetos mediante composiciones de recubrimiento acuosas que contienen pigmento basadas en aglutinantes de látex de polímero que comprenden por lo menos un tensoactivo aniónico, que comprende por lo menos 85% en peso, preferiblemente por lo menos 90% en peso, más preferiblemente por lo menos 95% en peso, con base en el peso total del tensoactivo aniónico en la composición de recubrimiento, de por lo menos un tensoactivo S específico como se define aquí adelante. En particular los tensoactivos S no deben contener o contener solo grupos oligo-alquilenoéter C₂-C₃ pequeños que tienen más de 15 unidades de repetición de óxido alquileno C₂-C₃ en el grupo oligo-éter-alquileno C₂-C₃.

Así, la presente invención se relaciona con el uso de tal una composición de recubrimiento para incrementar la resistencia a la mancha y resistencia a la penetración. La invención también se relaciona con un método para incrementar resistencia a la mancha y resistencia a la penetración de composiciones de recubrimiento acuosas cuyo método comprende proporcionar una composición de recubrimiento que contiene por lo menos un pigmento, por lo menos un polímero que forma película en la forma de una dispersión de polímero acuosa y por lo menos un tensoactivo aniónico, en donde el tensoactivo aniónico comprende por lo menos 85% en peso, preferiblemente por lo menos 90% en peso, más preferiblemente por lo menos 95% en peso, con base en el peso total de tensoactivo aniónico en la composición de recubrimiento, de por lo menos un tensoactivo aniónico S, que se selecciona de semi-ésteres de ácido sulfúrico o ácido fosfórico con un alcohol A, cuyo alcohol A lleva por lo menos un radical alquilo que tiene de 8 a 30 átomos de carbono o un radical fenilo sustituido por alquilo en donde el alquilo tiene de 4 a 30 átomos de carbono y cuyo alcohol puede llevar un grupo oligo-éter-alquileno C₂-C₃ dado que el número de unidades de repetición en el grupo oligo-éter-alquileno C₂-C₃ es mayor de 15, o una sal del mismo.

La invención también se relaciona con el uso de tensoactivos aniónicos como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para incrementar la resistencia a la mancha y la resistencia a la penetración de un recubrimiento obtenido de una composición de recubrimiento acuosa que contiene por lo menos un pigmento, por lo menos un polímero que forma película en la forma de una dispersión de polímero acuosa y por lo menos un tensoactivo anió- nico.

El término "resistencia...

1. Método para incrementar la resistencia a la mancha y la resistencia a la penetración de composiciones de recubrimiento acuosas, cuyo método comprende proporcionar una composición de recubrimiento que contiene por lo menos un pigmento, por lo menos un polímero que forma película en la forma de una dispersión de polímero acuosa y por lo menos un tensoactivo aniónico, en donde el tensoactivo aniónico comprende por lo menos 85% en peso, con base en el peso total del tensoactivo aniónico en la composición de recubrimiento, de por lo menos un tensoactivo aniónico S, que se selecciona de semi-ésteres de ácido sulfúrico o ácido fosfórico con un alcohol A, tal alcohol A lleva por lo menos un radical alquilo que tiene de 8 a 30 átomos de carbono o un radical fenilo sustituido por alquilo en donde el alquilo tiene de 4 a 30 átomos de carbono y tal alcohol A puede llevar un grupo oligo-éter de alquileno C₂-C₃ dado que el número de unidades de repetición en el grupo oligo-éter-alquileno C₂-C₃ es en su mayoría 15, o una sal de los mismos.

2. El método como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el tensoactivo aniónico lleva un radical alquilo que tiene por lo menos 12 átomos de carbono.

3. El método como se reivindica en la reivindicación 2, en donde el tensoactivo aniónico lleva in radical alquilo que tiene por lo menos 14 átomos de carbono.

4. El método como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el tensoactivo aniónico es de las fórmulas Ia o Ib:

(Ia)M₃-n[_4-nP-(O-(Alk-O_mR)_n]

(Ib)M[O₃S-O-(Alk-OmR]

en donde

n es 1 o 2;

m es un entero de 0 a 15,

M se selecciona del grupo que consiste de hidrógeno, iones de metal alcalino o un ión de amonio,

Alk es alquileno C₂-C₃ y

R se selecciona de alquilo C₈-C₃₀ y alquilfenilo C₄-C₃₀.

5. El método como se reivindica en la reivindicación 4, en donde M en las fórmulas Ia o Ib es diferente de hidrógeno y los grupos Alk-O comprenden por lo menos 50% en peso, con base en el peso total de los grupos Alk-O, los grupos de la fórmula CH₂CH₂O.

6. El método como se reivindica en la reivindicación 4 o 5, en donde m en las fórmulas Ia o Ib es de 2 a 15.

7. El método como se reivindica en la reivindicación 5, en donde m en las fórmulas Ia o Ib es 0 o 1.

8. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en donde R en las fórmulas Ia o Ib es alquilo C₁₀-C₂₅.

9. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el tensoactivo aniónico S está presente en una cantidad de 0.1 a 4.0% en peso, con base en el polímero que forma película en la composición de recubrimiento.

10. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la cantidad de tensoactivos no iónicos no excede 3.0% en peso, con base en el polímero que forma película en la composición de recubrimiento.

11. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero que forma película tiene una temperatura de transición vítrea (determinada de acuerdo con ASTM-D 3418-82) de no más de 50ºC.

12. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero que forma película se obtiene por polimerización de emulsión de monómeros etilénicamente insaturados en la presencia de un agente regulador de cadena.

13. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las partículas de polímero del pplímero que forma película en la dispersión acuosa tiene un diámetro promedio que varía de 50 a 300 nm.

14. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero que forma película comprende como monómeros polimerizados:

- de 20 a 65% en peso de por lo menos un monómero M1a, seleccionado de monómero vinilaromáticos y ésteres de alquilo C₁-C₄ de ácido metacrílico,

- de 35 a 79.9% en peso de por lo menos un monómero M1b cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea por debajo de 10ºC, seleccionado de los ésteres de alquilo C₂-C₁₀ de ácido acrílico;

- de 0 a 5% en peso de uno o más ácidos insaturados monoetilénicamente como monómero M2,

- de 0 a 5% en peso de uno o más monómeros M3a seleccionado del grupo que consiste de amidas, ésteres de hidroxialquilo C₁-C₄ y ésteres de óxido de polialquileno alquilo C₁-C₄ de ácidos monocarboxílicos C₃-C₆ insaturados monoetilénicamente; y/o

- de 0 a 5% en peso de uno o más monómeros insaturados monoetilénicamente M3b que contienen un grupo urea; y

- de 0 a 20% en peso de uno o más monómeros M3b, seleccionados de acrilonitrilo y metacrilonitrilo,

dado que la cantidad total de monómeros M1a, M1b, M2, M3a, M3b y M3c es 100% en peso, y la cantidad total de monómeros M2, M3a y M3b es de 0.1 a 10% en peso, con base en la cantidad total de monómeros M1a, M1b, M2, M3a, M3b y M3c.

15. El método como se reivindica en la reivindicación 14, en donde el monómero M1a se selecciona de ésteres de alquilo C₁-C₄ de ácido metacrílico.

16. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la composición de recubrimiento tiene una concentración de volumen de pigmento (pvc) de por lo menos 20%.

17. El uso de un tensoactivo aniónico S como se define en cualquiera de reivindicaciones 1 a 8 para incrementar la resistencia a la mancha y la resistencia a la penetración de un recubrimiento obtenido a partir de una composición de recubrimiento acuosa que contiene por lo menos un pigmento, por lo menos un polímero que forma película en la forma de una dispersión de polímero acuosa y por lo menos un tensoactivo aniónico.