Una dispersión de polímero acuosa que comprende: a) poli(acetal- o cetal-poliéter) modificado de forma hidrófoba (HM-PAPE),

b) agua, y c) una agente reductor de la viscosidad que se escoge entre el grupo formado por i) un alcohol etoxilado que tiene un componente de resto de hidrocarburo C9-12, ii) un diol acetilénico etoxilado, iii) un éster de fosfato iv) una combinación de alcohol etoxilado y sulfosuccinato de dialquilo aniónico, y v) una combinación de alcohol etoxilado y un éster de fosfato aniónico

Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos con Nº de Serie 60/634.500, presentada el 9 de diciembre de 2004 y de la Solicitud Provisional de Estados Unidos con Nº Serie 60/636.268 presentada el 15 de diciembre de 2004.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a una dispersión acuosa de un espesante asociativo y a al menos un tensioactivo. Más particularmente, la presente invención se refiere a una dispersión acuosa de un espesante asociativo basado en poli(acetal- o cetal-poliéter) (PAPE) y a al menos un tensioactivo que se escoge entre etoxilado de alcohol, dioles acetilénicos etoxilados, ésteres de fosfato y sulfosuccinatos de dialquilo. Esta invención se refiere además al uso de estas dispersiones acuosas en composiciones de revestimiento acuosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

De manera general, los espesantes asociativos son polímeros solubles en agua o dispersables en agua que tienen una pequeña cantidad de grupos hidrófobos. Se usan ampliamente para controlar la reología y las propiedades de aplicación de una amplia variedad de sistemas acuosos. Una de las áreas principales de aplicación de los espesantes asociativos es en revestimientos acuosos. Se sabe bien que los espesantes asociativos que se emplean como agentes de modificación de la reología en revestimientos acuosos son difíciles de preparar en forma de soluciones acuosas altamente concentradas, con viscosidad baja tal que permita la fluencia, bombeo y dosificación en sistemas acuosos tales como revestimientos protectores acuosos. El mecanismo a través del cual los espesantes asociativos inducen el espesado de la fase acuosa puede incluir asociaciones hidrófobas entre los grupos hidrófobos de las moléculas del espesante y/o interacción de los espesantes asociativos con los componentes hidrófobos presentes en las composiciones acuosas de revestimiento. Los distintos tipos de espesantes asociativos están basados en polímeros naturales modificados, tales como éteres de celulosa que han sido modificados de forma hidrófoba, polímeros sintéticos, tales como poliuretanos etoxilados modificados de forma hidrófoba (HEUR), emulsiones solubles en álcali modificadas de forma hidrófoba (HASE) y poli(acetal- o cetal-poliéteres) modificados de forma hidrófoba (HM-PAPE). Las propiedades de rendimiento como pintura de los revestimientos acuosos formulados con los espesantes asociativos varían partiendo de sus propiedades más fundamentales tales como eficiencia de espesado, corrimiento, igualado de color y formación de película (viscosidad ICI).

En los últimos años los espesantes asociativos han ganado importancia, en particular para el control de la reología de revestimientos acuosos y pinturas de látex. Debido a que los espesantes asociativos sintéticos se preparan a partir de sustancias químicas básicas, se pueden preparar con determinadas propiedades previstas por anticipado. En otras palabras, desde la primera capa pueden exhibir las propiedades deseadas. Los espesantes asociativos sintéticos desempeñas varias funciones en los sistemas acuosos. Por ejemplo, en las pinturas de látex y en los revestimientos acuosos, el espesante proporciona mejor estabilidad y suspensión del pigmento, así como mejores propiedades de reología y aplicación. En los productos de higiene personal, el espesante proporciona una mejor sensación al tacto, suavidad y riqueza del producto, aportando a éste una sensación estéticamente más placentera. En otras industrias, los espesantes asociativos se emplean para mejorar otras propiedades deseadas.

El control de la viscosidad de la solución de polímero y la posibilidad de incorporar polímeros en la solución con un elevado porcentaje de contenido de sólidos con viscosidad relativamente baja son requisitos importantes desde el punto de vista de fabricación y aplicación. Estos requisitos permiten equilibrar el coste total de utilización del producto y conseguir procedimientos apropiados para la incorporación del producto en la formulación de aplicación. Los ejemplos de estos espesantes asociativos sintéticos que se emplean como agentes de modificación de la reología en revestimientos acuosos incluyen uretano etoxilado modificado de forma hidrófoba (HEUR), emulsión soluble en álcali modificada de forma hidrófoba (HASE), polietilenglicol modificado de forma hidrófoba (HM-PEG) y poli(acetal- o cetalpoliéter) modificado de forma hidrófoba (HM-PAPE).

Debido a la asociación intermolecular por medio de los grupos hidrófobos, las soluciones acuosas de espesantes asociativos exhiben viscosidades elevadas incluso a bajas concentraciones. Para evitar la viscosidad de la solución de los distintos tipos de espesantes asociativos, se emplean coadyuvantes de supresión de viscosidad, tales como propilenglicol, butilcarbitol, ciclodextrinas y tensioactivos (véase, los documentos US 6.063.857; US 5.137.571; US 5.425.806; US 6.150.445; US 5.378.756; US 5.959.013; US 5574127; US 6162877). Intervalos de viscosidad típicos y útiles para estas combinaciones acuosas de espesante y aditivos son de aproximadamente 1000 cps a 5000 cps. Las concentraciones típicas de polímero deseadas están dentro del intervalo de aproximadamente 15 a 30% en peso.

El producto HM-PAPE, fabricado y comercializado por Hercules Incorporated con el nombre comercial de Aquaflow®, se suministra a los clientes en forma líquida. Actualmente, algunos de estos productos se comercializan como soluciones con 25% de polímero activo en una mezcla de agua y butilcarbitol.

Los productos existentes Aquaflow son moderados con el fin de evitar la incorporación a una mezcla de pintura de alto brillo que contiene un aglutinante de estireno-acrílico. Este problema también se aplica a los revestimientos acuosos que no contienen disolvente, que presentan una concentración de pigmento en volumen (PVC) de 70% y que contienen un látex de acetato de vinilo/etileno (VAc/E).

Teniendo en cuenta la experiencia de los propios clientes, se ha comprobado que la mayoría de los fabricantes de pinturas de látex encontraban dificultades a la hora de incorporar espesantes asociativos sintéticos en la fórmula de la pintura. De forma ideal, una vez que el espesante ha sido añadido a la pintura de base, la mezcla resultante debe ser fácil de agitar y el espesante debe manifestar su capacidad de espesado de forma muy rápida, preferentemente a lo largo de varios minutos. De este modo, la viscosidad completa de la pintura se logra de forma relativamente rápida y no tiene lugar ningún aumento de viscosidad durante el almacenamiento.

La facilidad de incorporación del espesante en las pinturas de látex se mide registrando el tiempo que tarda en producirse el efecto de espesado de la formulación de pintura y por medio del tiempo en el que no se observa cambio alguno en la viscosidad. Tras incorporar el espesante en la pintura de base, la apariencia de ésta debe ser suave, lo que significa que no deberían apreciarse grumos en forma alguna. Posteriormente, se mide la viscosidad de la pintura resultante. En la industria de pinturas, la viscosidad se refiere a la viscosidad Stomer y se mide en unidades de Krebs (KU).

Dado que los espesantes asociativos contienen grupos hidrófobos, presentan la capacidad de formar asociaciones intermoleculares a través de sus grupos hidrófobos. También se pueden adsorber sobre superficies hidrófobas de partículas dispersas, tal como látex y pigmentos. Como resultado de ello, los espesantes asociativos presentan un efecto espesante mucho mayor que el correspondiente polímero que presenta el mismo peso molecular y que no contiene grupos hidrófobos. En la técnica se conoce un método para resolver el problema de la elevada viscosidad. Supone disolver el espesante de asociación en agua y a continuación añadir la solución a la formulación acuosa. No obstante, el enfoque restringe la cantidad de polímero que puede disolverse en una cantidad dada de agua sin que se produzca una viscosidad muy elevada. Otro enfoque para evitar la formación de una viscosidad elevada es preparar una dispersión de espesante asociativo normalmente con un disolvente orgánico. No obstante, debe evitarse este enfoque ya que los disolventes orgánicos son volátiles y muchos de ellos pueden provocar un daño al medio ambiente. Otro enfoque para reducir la viscosidad de soluciones acuosas de espesantes asociativos es añadir tensioactivos no iónicos a las soluciones acuosas de espesantes asociativos.

Se conocen varias patentes que desvelan la preparación de soluciones acuosas con capacidad... [Seguir leyendo]

1. Una dispersión de polímero acuosa que comprende: a) poli(acetal- o cetal-poliéter) modificado de forma hidrófoba (HM-PAPE), b) agua, y c) una agente reductor de la viscosidad que se escoge entre el grupo formado por

i) un alcohol etoxilado que tiene un componente de resto de hidrocarburo C9-12, ii) un diol acetilénico etoxilado, iii) un éster de fosfato iv) una combinación de alcohol etoxilado y sulfosuccinato de dialquilo aniónico, y v) una combinación de alcohol etoxilado y un éster de fosfato aniónico.

2. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE presenta un límite superior de peso molecular promedio en peso (Pm) de 100.000.

3. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE presenta un límite superior de peso molecular promedio en peso (Pm) de 50.000.

4. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE presenta un límite superior de peso molecular promedio en peso (Pm) de 40.000.

5. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE presenta un límite inferior de peso molecular promedio en peso (Pm) de 3.000.

6. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE presenta un límite inferior de peso molecular promedio en peso (Pm) de 4.000.

7. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE presenta un límite inferior de peso molecular promedio en peso (Pm) de 8.000.

8. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE es un poli(acetal- o cetal-poliéter) protegido terminalmente de forma hidrófoba.

9. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE es un poli(acetal- o cetal-poliéter) protegido terminalmente de forma hidrófoba que presenta grupos de protección terminal así como grupos hidrófobos colgantes.

10. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE es un poli(acetal- o cetal-poliéter) modificado de forma hidrófoba que presenta grupos hidrófobos de alquilo C3-C30.

11. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE es un poli(acetal- o cetal-poliéter) protegido terminalmente de forma hidrófoba que presenta grupos hidrófobos de alquilo C12-C18.

12. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE es un poli(acetal- o cetal-poliéter) protegido terminalmente de forma hidrófoba que presenta grupos hidrófobos de alquilarilo.

13. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE es un poli(acetal- o cetal-poliéter) protegido terminalmente de forma hidrófoba que presenta grupos hidrófobos de metilfenilo en sus grupos colgantes.

14. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE está presente en una cantidad de límite superior de 40% en peso.

15. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE está presente en una cantidad de límite superior de 30% en peso.

16. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE está presente en una cantidad de límite superior de 20% en peso.

17. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE está presente en una cantidad de límite inferior de 10% en peso.

18. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que HM-PAPE está presente en una cantidad de límite inferior de 15% en peso.

19. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de la viscosidad está presente en una cantidad de límite superior de 30% en peso.

20. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de la viscosidad está presente en una cantidad de límite superior de 20% en peso.

21. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de la viscosidad está presente en una cantidad de límite superior de 10% en peso.

22. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de la viscosidad está presente en una cantidad de límite inferior de 0,5% en peso.

23. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de la viscosidad está presente en una cantidad de límite inferior de 1,0% en peso.

24. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de la viscosidad está presente en una cantidad de límite inferior de 3,0% en peso.

25. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agua está presente en una cantidad de límite superior de 85% en peso.

26. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agua está presente en una cantidad de límite superior de 75% en peso.

27. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agua está presente en una cantidad de límite superior de 65% en peso.

28. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agua está presente en una cantidad de límite inferior de 30% en peso.

29. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agua está presente en una cantidad de límite inferior de 40% en peso.

30. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agua está presente en una cantidad de límite inferior de 50% en peso.

31. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agente reductor de la viscosidad es 2,4,7,9-tetrametil5-decin-4,7-diol etoxilado.

32. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que el agente reductor es un éster de fosfato.

33. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de viscosidad es etoxilado de alcohol (C10-(EO)6).

34. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de viscosidad es monobutil éter de tetraetilenglicol.

35. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que la sustancia química reductora de viscosidad es C9-11(EO)6.

36. La dispersión acuosa de la reivindicación 1, en la que también está presente butiltriglicol.

37. Una composición acuosa de revestimiento protector que comprende la dispersión de la reivindicación 1.

38. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 37, que además comprende un látex.

39. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 38, en la que el látex se escoge en el grupo formado por acrílicos 100%, vinil-acrílicos y estiren-acrílicos.

40. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 38, en la que el revestimiento protector acuoso comprende además un pigmento.

41. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 40, en la que el pigmento se escoge en el grupo formado por óxido de aluminio hidratado, sulfato de bario, silicato de calcio, arcilla, sílice, talco, dióxido de titanio, óxido de cinc y sus mezclas.

42. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 40, en la que el revestimiento acuoso protector presenta una concentración de pigmento en volumen (PVC) de límite superior de 85%.

43. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 40, en la que el revestimiento acuosos

protector presenta una concentración de pigmento en volumen (PVC) de límite superior de 75%.

44. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 40, en la que el revestimiento acuoso protector presenta una concentración de pigmento en volumen (PVC) de límite superior de 65%.

45. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 40, en la que el revestimiento acuoso 5 protector presenta una concentración de pigmento en volumen (PVC) de límite inferior de 10%.

46. La composición acuosa de revestimiento protector de la reivindicación 40, en la que el revestimiento acuoso protector presenta una concentración de pigmento en volumen (PVC) de límite inferior de 20%.

47. Un método para incorporar el polímero HM-PAPE en una formulación de revestimiento protector que

comprende añadir la dispersión acuosa de la reivindicación 1 a la formulación de revestimiento al tiempo que se agita la 10 formulación de forma concurrente.