EMULSIONES HIDRÓFOBAS HINCHABLES EN MEDIO ALCALINO (HASE).

Emulsiones hidrofóbicamente modificadas hinchables en medio alcalino,

que comprenden polímeros consistentes en los siguientes monómeros: (a) 20 a 55% en peso de ácido acrílico y/o metacrílico, (b) 40 a 80% en peso de (met)acrilatos de alquilo C 1-C 4, (c) 1 a 40% en peso de un éster de ácido maleico de fórmula general (I) en donde R 1 es un radical alquilo lineal o ramificado, arilo o alcarilo que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, R 2 es hidrógeno o (CH 2CH 2O) nR 1 y n representa un número comprendido entre 2 y 150, (d) 0 a 15% en peso de compuestos aralifáticos que tienen al menos un doble enlace en la cadena lateral alifática, y (e) 0 a 1% en peso de monómeros reticulantes polietilénicamente insaturados, calculado todo ello con respecto a la composición total de los polímeros y bajo la condición de que los compuestos (a) a (e) totalizan un 100% en peso.

Emulsiones hidrófobas hinchables en medio alcalino (HASE)

Objeto de la invención La presente invención se refiere a emulsiones que comprenden espesantes poliméricos a base de acrilatos y ésteres de ácido maleico específicos y que exhiben sus propiedades preferentemente bajo condiciones alcalinas, a un procedimiento para su obtención y a diversas aplicaciones de dichas emulsiones, preferentemente para espesar pinturas.

Estado de la técnica Los espesantes poliméricos pertenecen al estado de la técnica desde décadas. Son muy conocidos los así llamados tipos Carbopol, polímeros a base de ácido (met) -acrílico y/o sus ésteres que se utilizan ampliamente en productos cosméticos. Sin embargo, el espesado es un fenómeno frecuentemente asociado con la formación y estabilización de micelas mezcladas y, por tanto, incluso para el experto en la materia resulta casi imposible de predecir. De hecho, un espesante bastante eficaz en un sistema o aplicación puede resultar inútil en otros sistemas o aplicaciones. Esto ha conducido a un número inmenso de sistemas espesantes poliméricos que han sido obtenidos mediante un sistema de tanteo.

En los últimos años, se ha comprobado que ciertos sistemas de poliuretano y en especial copolímeros de derivados de ácido acrílico y ácido maleico son bastante interesantes. Por ejemplo, US 3.657.175 y US 4.351.754 (Rohm & Haas) describen tales productos a base de alcoholes grasos etoxilados. A partir de EP 1191041 A1 y WO 01/096515 A1 (BASF) se conocen copolímeros de diisobutileno y ésteres parciales de ácido maleico y alcoholes grasos etoxilados y su uso en productos cosméticos y detergentes. En EP 0679669 A1 (Bayer) se describen copolímeros similares a base de olefinas y ésteres de anhídrido maleico y alcoholes grasos etoxilados; sin embargo, los mismos sirven como dispersantes de pigmentos.

El principal inconveniente de los productos conocidos bien a partir de la bibliografía de patentes o bien encontrados en el mercado es su comportamiento espesante insatisfactorio, especialmente con respecto al aumento de la viscosidad en pinturas. Esta se mantiene incluso si los productos se almacenan a temperaturas más altas o más bajas. Por tanto, el problema que subyace en la presente invención ha consistido en encontrar un nuevo sistema espesante polimérico, especialmente como agente auxiliar para pinturas y lacas, que soluciona los inconvenientes del estado de la técnica.

Descripción de la invención La presente invención reivindica emulsiones hidrófobamente modificadas, hinchables en medio alcalino (HASE) , que comprenden polímeros consistentes en los siguientes monómeros:

(a) 20 a 55% en peso de ácido acrílico y/o metacrílico,

(b) 40 a 80% en peso de (met) acrilatos de alquilo C1-C4,

(c) 1 a 40% en peso de un éster de ácido maleico de fórmula general (I)

HOOC-CH=CH-COO (CH2CH2O) nR1 (I)

en donde R1 es un radical alquilo lineal o ramificado, arilo o alcarilo que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, y n representa un número de 30 a 90,

(d) 0 a 15% en peso de compuestos aralifáticos que tienen al menos un doble enlace en la cadena lateral alifática, y

(e) 0 a 1% en peso de monómeros reticulantes polietilénicamente insaturados, calculado todo ello con respecto a la composición total de los polímeros y bajo la condición de que los compuestos

(a) a (e) totalizan un 100% en peso.

De manera sorprendente, se ha comprobado que las emulsiones que comprenden los nuevos polímeros de acuerdo con la invención aportan una alta viscosidad a pinturas y lacas, cuya viscosidad es también estable en el caso de que los productos se almacenen durante largos periodos y a temperaturas más altas y más bajas. Por ejemplo, las nuevas emulsiones proporcionan una viscosidad en pinturas de brillo y mates usuales a base de pigmentos inorgánicos y resinas poliméricas, que es aproximadamente dos veces mayor que la que se puede conseguir mediante el uso de la misma cantidad de espesantes poliméricos de acuerdo con el estado de la técnica. Además, la viscosidad permanece estable durante un periodo de al menos 8 semanas y a una temperatura de almacenamiento de 40 o 5º C, respectivamente, mientras que, bajo las mismas condiciones, los productos comerciales pierden alrededor del 50% de su viscosidad.

Monómeros Los polímeros que constituyen la base de las emulsiones de la invención consisten en al menos 3 monómeros:

(a) ácido acrílico y/o metacrílico, (b) (met) acrilatos de alquilo C1-C4 y 5 (c) éster de ácido maleico según la fórmula general (I) .

Sin embargo, se ha comprobado que, con respecto al componente (a) , las mezclas de ácido acrílico y ácido metacrílico que presentan una relación en peso de 10:90 a 90:10, con preferencia de 40:60 a 60:40, muestran el mejor comportamiento a la hora de espesar lacas y pinturas. Con respecto al componente (b) , se prefieren los ésteres de metilo de ácido acrílico y/o metacrílico. Entre los ésteres maleicos de fórmula general (I) , que forman el componente (c) , se prefieren aquellos en donde:

• R1 representa un radical alquilo lineal o ramificado que tiene de 12 a 18 átomos de carbono.

La ventaja de dichos ésteres es que los mismos proporcionan una estabilidad muy buena de la viscosidad de los productos deseados, independientemente de la temperatura.

Co-monómeros opcionales En una modalidad preferida de la presente invención, los polímeros pueden comprender co-monómeros adicionales (componente d) , que representan componentes aralifáticos, que tienen al menos un doble enlace en la cadena lateral alifática. Un ejemplo típico es el estireno. La ventaja de incorporar el componente (d) en la estructura del polímero reside en proporcionar productos con una alta viscosidad inicial.

Agentes reticulantes De acuerdo con una segunda modalidad preferida de la presente invención, dichos polímeros también pueden contener agentes reticulantes con el fin de mejorar la estabilidad de la viscosidad en el transcurso del tiempo y bajo estrés térmico. Ejemplos de reticulantes adecuados son dialiléter de trimetilolpropano (TMPDAE) , diacrilato de dipropilenglicol (DPGDA) o metacrilato de alilo.

Emulsiones hidrófobamente modificadas hinchables en medio alcalino (HASE)

En una tercera modalidad preferida de la presente invención, los polímeros tienen la siguiente composición:

(a) 25 a 50, preferentemente 30 a 40% en peso de ácido acrílico y/o metacrílico,

(b) 50 a 70, preferentemente 60 a 65% en peso de (met) acrilatos de alquilo C1-C4,

(c) 2 a 30, preferentemente 5 a 25% en peso de un éster de ácido maleico según la fórmula general (I) ,

(d) 0 a 10, preferentemente 1 a 5% en peso de compuestos aralifáticos que tienen al menos un doble enlace en la 30 cadena lateral alifática, y (e) 0, 1 a 1% en peso de monómeros reticulantes polietilénicamente insaturados, calculado todo ello de nuevo en base a la composición total del polímero y siempre bajo la condición de que los componentes (a) a (e) totalizan 100% en peso. Las emulsiones comprenderán dichos espesantes poliméricos en una cantidad de 1 a 50, preferentemente 2 a 40 y más preferentemente 5 a 30% en peso (con agua añadida para proporcionar 100% en peso) .

Procedimiento Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para preparar polímeros hidrófobos, que se caracteriza porque:

(a) 20 a 55% en peso de ácido acrílico y/o metacrílico, 40 (b) 40 a 80% en peso de (met) acrilatos de alquilo C1-C4, (c) 1 a 40% en peso de un éster de ácido maleico de fórmula general (I)

HOOC-CH=CH-COO (CH2CH2O) nR1 (I)

en donde R1 es un radical alquilo lineal o ramificado, arilo o alcarilo que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, y n representa un número de 30 a 90, 45 (d) 0 a 15% en peso de compuestos aralifáticos que tienen al menos un doble enlace en la cadena lateral alifática, y

(e) 0 a 1% en peso de monómeros reticulantes polietilénicamente insaturados,

calculado todo ello con respecto a la composición total de los polímeros y bajo la condición de que los compuestos

(a) a (e) totalizan un 100% en peso, se co-polimerizan de manera conocida, lo cual se ilustra, pero no de forma limitativa, por el siguiente procedimiento:

(i) En un primer reactor se colocan, en una relación molar de 40:60 a 60:40, un poliglicoléter de alcohol graso correspondiente a la fórmula general (II)

HO (CH2CH2O) nR1... [Seguir leyendo]

1. Emulsiones hidrofóbicamente modificadas hinchables en medio alcalino, que comprenden polímeros consistentes en los siguientes monómeros:

(a) 20 a 55% en peso de ácido acrílico y/o metacrílico,

(b) 40 a 80% en peso de (met) acrilatos de alquilo C1-C4,

(c) 1 a 40% en peso de un éster de ácido maleico de fórmula general (I)

HOOC-CH=CH-COO (CH2CH2O) nR1 (I)

en donde R1 es un radical alquilo lineal o ramificado, arilo o alcarilo que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, y n representa un número de 30 a 90,

(d) 0 a 15% en peso de compuestos aralifáticos que tienen al menos un doble enlace en la cadena lateral alifática, y

(e) 0 a 1% en peso de monómeros reticulantes polietilénicamente insaturados, calculado todo ello con respecto a la composición total de los polímeros y bajo la condición de que los compuestos

(a) a (e) totalizan un 100% en peso.

2. Emulsiones según la reivindicación 1, caracterizadas porque el componente (c) representa un éster de ácido maleico de fórmula (I) en donde R1 representa un radical alquilo lineal o ramificado que tiene de 12 a 18 átomos de carbono y R2 representa hidrógeno o un radical (CH2CH2O) nR1.

3. Emulsiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizadas porque el componente (d) representa estireno.

4. Emulsiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque el componente (e) representa dialiléter de trimetilolpropano (TMPDAE) , diacrilato de dipropilenglicol (DPGDA) o metacrilato de alilo.

5. Emulsiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque comprenden los espesantes poliméricos en una cantidad de 1 a 50% en peso.

6. Procedimiento para la preparación de polímeros hidrófobos, caracterizado porque se copolimerizan de manera conocida:

(a) 20 a 55% en peso de ácido acrílico y/o metacrílico,

(b) 40 a 80% en peso de (met) acrilatos de alquilo C1-C4,

(c) 1 a 40% en peso de un éster de ácido maleico de fórmula general (I)

HOOC-CH=CH-COO (CH2CH2O) nR1 (I)

en donde R1 es un radical alquilo lineal o ramificado, arilo o alcarilo que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, R2 es hidrógeno o (CH2CH2O) nR1 y n representa un número comprendido entre 30 y 90,

(d) 0 a 15% en peso de compuestos aralifáticos que tienen al menos un doble enlace en la cadena lateral alifática, y

(e) 0 a 1% en peso de monómeros reticulantes polietilénicamente insaturados, calculado todo ello con respecto a la composición total de los polímeros y bajo la condición de que los compuestos

(a) a (e) totalizan un 100% en peso.

7. Procedimiento para la preparación de emulsiones hidrofóbicamente modificadas hinchables en medio alcalino según la reivindicación 6, caracterizado porque dichos polímeros hidrófobos, obtenibles según el procedimiento de la reivindicación 5, se diluyen en agua, con el fin de obtener un contenido en materia activa de 1 a 50% en peso.

8. Uso de emulsiones hidrofóbicamente modificadas hinchables en medio alcalino según la reivindicación 1 como agentes espesantes.

9. Uso según la reivindicación 8, caracterizado porque se añaden a pinturas y lacas.

10. Uso según las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque se añaden a las composiciones finales en una cantidad de 0, 1 a 2% en peso calculado respecto a la materia activa.

11. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque se emplean en combinación con polisacáridos.

12. Uso de emulsiones hidrofóbicamente modificadas hinchables en medio alcalino según la reivindicación 1 como agentes espesantes para composiciones acuosas de superficie activa.

13. Uso según la reivindicación 12, caracterizado porque dichas composiciones de superficie activa se emplean como detergentes, productos cosméticos y agentes auxiliares para el tratamiento de textiles, fibras y cuero.