Un procedimiento para obtener una composición de revestimiento acuosa que comprende un oligómero vinílico catiónico,

que comprende las siguientes etapas: I. preparar un oligómero vinílico catiónico mediante polimerización en disolución o en masa de componentes que comprenden: i) 2 a 50% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales de amina seleccionados del grupo que consiste en grupos funcionales de amina no iónicos (a), grupos funcionales de amonio cuaternario permanentes (b), grupos funcionales de amina neutralizados (c), y sus mezclas; ii) 20 a 98% en peso de (met)acrilatos de alquilo de C1 a C18; iii) 0 a 30% en peso de monómeros a base de estireno; iv) 0 a 15% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales hidroxílicos; y v) 0 a 15% en peso de monómeros vinílicos diferentes de aquellos de i), ii), iii) y iv); en los que i), ii), iii), iv) y v) suman 100%; y II. dispersar el oligómero vinílico catiónico en un medio acuoso, y neutralizar los grupos funcionales de amina no iónicos

La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener una composición de revestimiento acuosa que comprende un oligómero vinílico catiónico, o un polímero de oligómero vinílico catiónico, y, entre otros, a su uso como un revestimiento interior o exterior sobre sustratos de madera.

La mayoría de los tipos de madera, como por ejemplo secuoya, roble, cedro, caoba, abeto, ciprés, iroco, pino blanco y amarillo y merbau, contienen constituyentes cromóforos tales como taninos y ligninas. Estos constituyentes, a menudo denominados como extractivos, son materiales de origen natural, y están concentrados especialmente en los nudos. Estos extractivos pueden ser solubles en agua

o no solubles en agua. Desde el punto de vista de la decoloración, los extractivos que son solubles en agua son los tipos más importantes. Se extraen de la madera mediante humedad, y migran a través del revestimiento a la interfaz revestimiento-aire, en la que los constituyentes cromóforos se concentran y pueden provocar la decoloración en forma de manchas. Esto es conocido como exudación de los extractivos. Los nudos, especialmente de muchas especies de maderas blandas, contienen una gran cantidad de estos extractivos y, como resultado, las pinturas aplicadas sobre estos nudos tienen una fuerte tendencia a decolorarse. A esto se denomina exudación de los nudos. Las maderas más económicas, como pino y picea, contienen típicamente una gran cantidad de estos nudos, y por lo tanto tienen una gran tendencia a mostrar exudación y tinción. Esto significa que grandes secciones de la madera que contienen grandes cantidades de nudos no se pueden usar para ciertas aplicaciones. Por lo tanto, hay un gran interés en encontrar soluciones para encerrar estos constituyentes cromóforos dentro de la madera, evitando de ese modo la exudación.

La madera se trata típicamente con imprimadores para sellar la madera, para mejorar la adhesión de las capas de acabado subsiguientes, y para inhibir la migración de constituyentes cromóforos. El uso de imprimadores a base de agua, como por ejemplo revestimientos de látex, pinturas, lacas y barnices, generalmente tiene desventajas con respecto a los revestimientos basados en disolventes convencionales, puesto que los constituyentes cromóforos mencionados anteriormente son solubles en agua y exudan a través del revestimiento aplicado para decolorar y manchar la capa de acabado, y conducen a la formación de áreas oscuras, lo que es muy indeseable. Se encuentra que las capas de acabado a base de agua se tiñen de forma importante al secar cuando se usan tales imprimadores. Las aplicaciones repetidas de los revestimientos de látex acuosos convencionales sobre tales maderas no ocultarán estas manchas.

Para evitar la exudación, se pueden aplicar capas aislantes (denominadas imprimadores) a la superficie de la madera antes del revestimiento. Hay productos especializados, conocidos en la técnica como “bloqueadores de tatino” o “inhibidores de manchas”, que evitan que estos constituyentes cromóforos migren hacia la superficie del revestimiento. Los pigmentos reactivos tales como óxido de cinc

o fosfosilicato de aluminio y circonio son bastante eficaces, pero en la práctica tienen inconvenientes importantes puesto que pueden provocar problemas de estabilidad como un incremento en la viscosidad o la gelación o coagulación. Los revestimientos a base de disolventes típicamente son eficaces bloqueando estos constituyentes cromóforos, puesto que estos constituyentes no son solubilizados por el disolvente del revestimiento. Sin embargo, estos sistemas de revestimiento contienen disolventes que contaminan el medio ambiente, plantean un riesgo para la salud, y pueden tardar en secar.

Además de los taninos y ligninas, otras manchas solubles en agua presentan un problema similar. Por ejemplo, las marcas hechas por los marcadores, rotuladores o bolígrafos de los niños, y la fuga de agua pueden manchar todos ellos una capa de acabado. Es muy deseable ocultar estas manchas, pero típicamente no se logra de forma eficaz con pinturas de laca acuosas convencionales. Lo mismo es cierto para ocultar las manchas de nicotina.

El documento EP 1.294.816 B1 describe una composición de aglutinante acuosa que comprende un copolímero acrílico que tiene funcionalidades de ácido carboxílico y de etileno-urea en combinación con un complejo de metal de transición soluble en agua.

El documento WO 05/071023 describe una composición soluble en agua que bloquea las manchas, que comprende un aglutinante inorgánico y un agente de bloqueo de manchas, que está formado por nanopartículas inorgánicas. Tanto en el documento EP 1.294.816 B1 como en el documento WO 05/071023, las composiciones usadas tienen un pH de 7 o superior. Sin embargo, puesto que la mayoría de los extractivos solubles en agua son ácidos, esto muy probablemente potencia la exudación de los extractivos en lugar de reducirla.

La mayoría de estas manchas solubles en agua tienen naturaleza aniónica, y se pueden complejar de forma eficaz por materiales catiónicos. Esto se explica por ejemplo en el documento US

3.847.857. Las aplicaciones de este concepto se han descrito en los documentos US 5.312.863 y US

5.212.251. Los polímeros catiónicos acuosos descritos en los documentos US 5.312.863 y US 5.212.251 ofrecen una protección limitada frente a la migración de taninos desde los nudos a la capa de acabado, y no ocultan de forma eficaz las manchas de, por ejemplo, marcadores o nicotina. El documento US

4.304.703 describe productos poliméricos que contienen grupos de sales catiónicas.

El nivel deseado de protección se puede lograr usando sistemas a base de disolventes de dos componentes. Sin embargo, estos sistemas tienen niveles elevados de VOC (codisolvente orgánico volátil), y a menudo emplean reticuladores tóxicos tales como reticuladores de isocianato o de aziridina. Esto es indeseable desde el punto de vista de la seguridad, salud y medioambiente, y tales reticuladores se añaden al coste de la composición final.

Por lo tanto, existe la necesidad de nuevas composiciones de revestimiento que puedan detener la exudación de constituyentes cromóforos, como taninos, a través del revestimiento. Además, la composición debería de ser capaz de ocultar manchas provocadas por marcadores, rotuladores o bolígrafos, fuga de agua o nicotina.

Ahora se ha encontrado una composición de revestimiento de polímero de oligómero vinílico catiónico acuosa que muestra excelentes propiedades de bloqueo frente a la exudación de la madera, según se ensaya mediante un ensayo de exudación de los nudos. La composición según la invención también evita la decoloración de la interfaz revestimiento-aire provocada por la migración de constituyentes cromóforos. La composición también puede ocultar manchas provocadas por marcadores, rotuladores o bolígrafos, fuga de agua o nicotina.

La composición de revestimiento acuosa de la invención se puede preparar polimerizando primero, mediante polimerización en disolución o polimerización en masa, monómeros vinílicos (también conocidos como monómeros etilénicamente insaturados) que, por ejemplo, están funcionalizados con amina, pero no son catiónicos todavía, para dar un oligómero vinílico de bajo peso molecular funcionalizado con amina, y después hacer catiónico al oligómero vinílico resultante tratándolo con un ácido. Como alternativa, se pueden usar monómeros vinílicos que ya son catiónicos, en los que en este caso no es necesaria la neutralización con ácido. Esta dispersión de oligómeros vinílicos catiónicos se puede usar entonces como un estabilizador para una polimerización en emulsión de segunda fase, para preparar un polímero vinílico en presencia del oligómero vinílico catiónico.

Según la invención, se proporciona un procedimiento para obtener una composición de revestimiento acuosa que comprende un oligómero vinílico catiónico, que comprende las siguientes etapas:

I. preparar un oligómero vinílico catiónico mediante polimerización en disolución o en masa de componentes que comprenden:

i) 2 a 50% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales de amina seleccionados del grupo que consiste en grupos funcionales de amina no iónicos (a), grupos funcionales de amonio cuaternario permanentes (b), grupos funcionales de amina neutralizados (c), y sus mezclas;

ii) 20 a 98% en peso de (met)acrilatos de alquilo de C1 a C18;

iii)... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para obtener una composición de revestimiento acuosa que comprende un oligómero vinílico catiónico, que comprende las siguientes etapas:

I. preparar un oligómero vinílico catiónico mediante polimerización en disolución o en masa de

componentes que comprenden:

i) 2 a 50% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales de amina

seleccionados del grupo que consiste en grupos funcionales de amina no iónicos (a),

grupos funcionales de amonio cuaternario permanentes (b), grupos funcionales de amina

neutralizados (c), y sus mezclas;

ii) 20 a 98% en peso de (met)acrilatos de alquilo de C1 a C18; iii) 0 a 30% en peso de monómeros a base de estireno; iv) 0 a 15% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales hidroxílicos; y v) 0 a 15% en peso de monómeros vinílicos diferentes de aquellos de i), ii), iii) y iv); en los que i), ii), iii), iv) y v) suman 100%; y

II. dispersar el oligómero vinílico catiónico en un medio acuoso, y neutralizar los grupos funcionales de amina no iónicos.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, que comprende una etapa III adicional, la preparación de un polímero de oligómero vinílico catiónico mediante polimerización en emulsión de monómeros vinílicos en presencia del oligómero vinílico catiónico disperso preparado en la etapa II; y en el que el % en peso del oligómero vinílico catiónico es 1 a 70% en peso, basado en el peso del polímero de oligómero vinílico catiónico.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que la etapa III comprende la polimerización en emulsión de componentes que comprenden:

i) 0 a 10% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales de amina seleccionados del grupo que consiste en grupos funcionales de amina no iónicos (a), grupos funcionales de amonio cuaternario permanentes (b), grupos funcionales de amina neutralizados (c), y sus mezclas;

ii) 40 a 100% en peso de (met)acrilatos de alquilo de C1 a C18;

iii) 0 a 30% en peso de monómeros a base de estireno;

iv) 0 a 15% en peso de monómeros vinílicos que poseen grupos funcionales hidroxílicos; y

v) 0 a 20% en peso de monómeros vinílicos diferentes de aquellos de i), ii), iii) y iv);

en los que i), ii), iii), iv) y v) suman 100%.

4. Un procedimiento según las reivindicaciones 2 ó 3, en el que el % en peso del oligómero vinílico catiónico es 5 a 55% en peso basado en el peso del polímero de oligómero vinílico catiónico.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el peso molecular medio ponderal del oligómero vinílico catiónico es  80.000 g/mol.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el oligómero vinílico catiónico se prepara mediante polimerización en disolución.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la Tg del oligómero vinílico catiónico está en el intervalo de 30 a 100ºC.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en el que la Tg del polímero vinílico es  30ºC.

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que el polímero de oligómero vinílico catiónico comprende menos de 30% en peso de monómeros a base de estireno, basado en el peso del polímero de oligómero vinílico catiónico.

10. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que el polímero de oligómero vinílico catiónico comprende menos de 15% en peso de monómeros funcionalizados con hidroxilo, basado en el peso del polímero de oligómero vinílico catiónico.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que 5 la composición de revestimiento acuosa comprende menos de 1% en peso de tensioactivo.

12. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el oligómero vinílico catiónico comprende un intervalo de 0 a 5% en peso de monómeros vinílicos que contienen grupos funcionales de ácido carboxílico.

13. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, en el que el polímero vinílico comprende un intervalo de 0 a 20% en peso de monómeros vinílicos que contienen grupos funcionales de ácido carboxílico.

14. Un sustrato revestido con una composición de revestimiento acuosa obtenida a partir del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Un sustrato revestido con un revestimiento de imprimador que comprende una 15 composición de revestimiento acuosa obtenida a partir del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, y al menos una capa de acabado.