Agente aglutinante para revestimientos con alta permeabilidad al vapor de agua.

Dispersión acuosa de polímero P que contiene un 0,1 a un 10 % en peso de aditivos de la fórmula general I **Fórmula**

con R1,

R2, R3, R4, R5, R6 ≥ H, alquilo con 1 a n átomos de carbono, pudiendo ser R1 a R6 tanto iguales, como también diferentes,

X, Y ≥ Cl, Br, I,

y n, m ≥ 1-8,

siendo obtenible la dispersión acuosa de polímeros mediante polimerización acuosa en emulsión a través de radicales de una mezcla de monómeros que contiene

a) 45 a 70 partes en peso de al menos un monómero, cuyo homopolímero presenta una temperatura de transición vítrea Tg< 20ºC,

b) 30 a 55 partes en peso de al menos un monómero, cuyo homopolímero presenta una temperatura de transición vítrea Tg >50ºC, así como

c) 0 a 30 partes en peso de otros monómeros.

Agente aglutinante para revestimientos con alta permeabilidad al vapor de agua La presente invención se refiere a agentes aglutinantes a base de dispersiones de polímero y bisamidas de ácido tereftálico con alta permeabilidad al vapor de agua, así como a su empleo en formulaciones, en especial para revestimientos de madera.

Son requisitos importantes de sistemas de revestimiento por una parte una buena resistencia al agua, y por otra parte una permeabilidad al vapor de agua suficiente. Resistencia al agua significa aumentar la resistencia del revestimiento contra la absorción de agua, ya que el agua conduce al reblandecimiento del revestimiento, y a una pérdida de adherencia con el substrato, y por consiguiente éste se expone a la penetración de agua. No obstante, una buena resistencia al agua debe impedir esto. Sin embargo, si se presenta humedad en el substrato, una permeabilidad suficiente del revestimiento para vapor de agua garantizará un rápido secado del substrato. Es decir, absorción de agua y permeabilidad al vapor de agua (WDD) deberán estar en una proporción equilibrada (véase H. Künzel, Beurteilung des Regenschutzes von Außenbeschichtungen, Institut für Bauphysik der Fraunhofer-Gesellschaft, Mitteilung 18, 1978) . Si los revestimientos se basan en agentes aglutinantes acuosos, como dispersiones de polímero, a la WDD de la película en dispersión corresponde un significado decisivo, en interacción con su resistencia al agua.

Para conseguir una buena resistencia al agua, y por consiguiente una buena estabilidad a la intemperie del revestimiento, los agentes aglutinantes acuosos están desarrollados en general de modo que se basan preferentemente en monómeros hidrófobos, y contienen fracciones reducidas de componentes hidrófobos. No obstante, frecuentemente es válido que, en comparación directa, los sistemas hidrófilos muestran una WDD más elevada que los sistemas hidrófobos. Sin embargo, la absorción de agua de sistemas hidrófilos es más elevada. Por consiguiente, para revestimientos de madera se emplean preferentemente sistemas más bien hidrófobos, ya que especialmente este material, debido a la composición química - según clase - presenta una alta sensibilidad frente al agua, y es propenso al ataque de microorganismos, en especial con un contenido en humedad de madera > 20 %.

Por lo tanto, serían deseables agentes aglutinantes con muy buena resistencia al agua y WDD simultáneamente elevada, para que se garantice un rápido secado del substrato tras el revestimiento, y se impida la retención de humedad bajo el revestimiento (J. Heinz, Holzschutz, ROTO Fachbibliothek, tomo 2, 1998, editorial Wegra y J. Sll et al., Werkstoff, Holz, Spektrum der Wissenschaft, nº 4 (1997) 86-89) .

La WDD en el caso de barnices de madera se puede ajustar primeramente mediante la selección de agente aglutinante y el grosor de capa de secado. Cuanto más elevado es el grosor de capa, tanto más reducida es la WDD. Se diferencia entre barnices de capa delgada y gruesa. Para barnices de capa delgada son característicos una baja viscosidad y un contenido reducido en producto sólido (< 30 %) . Con tales materiales se ajustan grosores de capa seca hasta 25 µm en el caso de aplicación triple. Los esmaltes de capa gruesa son esmaltes con una fracción elevada de agente aglutinante y con viscosidad elevada. Se desean grosores de capa seca de hasta 120 µm. A ambos tipos de esmalte es común la fracción elevada de agente aglutinante. Por lo tanto, la selección de agente aglutinante tiene una influencia decisiva sobre la WDD. Cuanto más polar es el agente aglutinante, tanto más elevada es la WDD.

Emulsionantes, pigmentos y aditivos apenas influyen sobre la WDD, en comparación con el agente aglutinante. También es válido que a mayor polaridad, más elevada es la WDD.

La DE 44 39 457 da a conocer dispersiones de polímero acuosas, como agente de revestimiento, que contiene un polímero A dispersado, que es obtenible mediante polimerización acuosa en emulsión a través de radicales en dos etapas sucesivas de diferente composición de monómeros, y presenta grupos ureido, y contiene un compuesto de polialdehído.

La EP 0 655 481 da a conocer dispersiones acuosas de polímero como agente aglutinante para revestimientos, que contienen dispersiones acuosas autoreticulantes, que contienen al menos un polímero de látex blando que comprende grupos carbonilo, y un polímero de látex duro, así como al menos una hidrazida de ácido carboxílico polifuncional.

La EP 0 697 423 da a conocer un polímero acuoso como agente de revestimiento de madera, que contiene una dihidrazida de un ácido carboxílico.

La presente invención tomaba como base la tarea de poner a disposición agentes aglutinantes basados en dispersiones acuosas de polímero con muy buena resistencia al agua, y simultáneamente permeabilidad al vapor de agua mejorada.

Sorprendentemente se descubrió que las dispersiones de polímero que contienen bisamidas de ácido tereftálico de la fórmula general I como aditivos, se distinguen por permeabilidad al vapor de agua elevada frente a los agentes de revestimiento del estado de la técnica, con estabilidad coloidal comparable en el caso de formulaciones como pinturas en dispersión.

Desde hace tiempo es sabido que los compuestos aromáticos y alifáticos con unidades amida y/o urea son aptos para reunirse en un disolvente, mediante interacciones intermoleculares, no covalentes, para dar agregados anisótropos supramoleculares, como por ejemplo estructuras en bandas, varillas o fibras [Weiss, R. G; Terech, P. Molecular Gels: Materials with self-assembled fibrillar networks; Springer: Dordrecht, Neth.; 2006]. Una gran parte de sistemas descritos en la literatura muestra este comportamiento sólo para disolventes orgánicos, y en la mayor parte de los casos apolares [a) Terech, P; Weiss, R. G. Low molecular mass gelators of organic liquids and the properties of their gels. Chem. Rev. 1997, 97, 3133.; b) Sangeetha, N. M.; Maitra, U. Supramolecular gels: functions and uses. Chem. Soc. Rev. 2005, 34, 821; c) Hanabusa, K. Development of organogelators based on supramolecular chemistr y . Springer Series en Materials Science (Macromolecular Nanostructured Materials) 2004, 78, 118-137; d) van Esch, J. H.; Feringa, B. L. New functional materials based on selfassembling organogels: from serendipity

towards design. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2263]. No obstante, en los últimos años se realizaron esfuerzos intensivos para desarrollar clases de substancias análogas estructuralmente, apropiadas para disolventes acuosos. Los hidrogelificantes descubiertos de este modo poseen igualmente, por consiguiente, una o varias unidades amida y/o urea [a) Estroff, L. A.; Hamilton, A. D. Water Gelation and Application of Self-Assembled Low Molecular Weight Hydrogels. Eur. J. Org. Chem. 2005, 3615].

Es sabido que las bisamidas se pueden emplear como dispersante de pigmentos (JP 9272811-A) , como desemulsionantes en emulsiones de agua en aceite (US 5 117 058) , y como regulador de longitud de cadenas en reacciones de polimerización (DE-A 4040468, DE-A 4040469) .

Sin embargo, el empleo de los compuestos conocidos hasta la fecha en dispersiones de polímero acuosas condujo a inestabilidad y a la formación de coaguado - atribuible a una incompatibilidad de estos compuestos anfífilos con el

sistema de estabilización de las dispersiones de polímero.

No obstante, sorprendentemente ahora se descubrió que las bisamidas citadas al inicio no sólo son compatibles con las dispersiones acuosas de polímero, sino que también conducen a la mejora de la WDD mencionada.

Un primer objeto de la presente invención son dispersiones de polímero acuosas P, que contienen un 0, 1 a un 10 % en peso, preferentemente un 1 a un 5 % en peso de aditivos de la fórmula general I

con R1 a R6 = H, alquilo con 1 a n átomos de carbono, pudiendo ser R1 a R6 iguales o diferentes en cada caso X, Y = Cl, Br, I, y n, m = 1-8, 35 siendo obtenible la dispersión acuosa de polímeros mediante polimerización acuosa en emulsión a través de radicales de una mezcla de monómeros que contiene a) 45 a 70 partes en peso de al menos un monómero, cuyo homopolímero presenta una temperatura de transición vítrea Tg < 20ºC,

b) 30 a 55 partes en peso de al menos un monómero, cuyo homopolímero presenta una temperatura de transición vítrea Tg > 50ºC, así como c) 0 a 30 partes en peso de otros monómeros.

Las dispersiones acuosas de polímero según la invención son apropiadas como composiciones de agente aglutinante para la formulación de pinturas en dispersión con permeabilidad al vapor de agua elevada.

Por consiguiente, otro objeto de la presente... [Seguir leyendo]

1. Dispersión acuosa de polímero P que contiene un 0, 1 a un 10 % en peso de aditivos de la fórmula general I

con R1, R2, R3, R4, R5, R6 = H, alquilo con 1 a n átomos de carbono, pudiendo ser R1 a R6 tanto iguales, como también diferentes,

X, Y = Cl, Br, I,

y n, m = 1-8,

siendo obtenible la dispersión acuosa de polímeros mediante polimerización acuosa en emulsión a través de 10 radicales de una mezcla de monómeros que contiene a) 45 a 70 partes en peso de al menos un monómero, cuyo homopolímero presenta una temperatura de transición vítrea Tg < 20ºC,

b) 30 a 55 partes en peso de al menos un monómero, cuyo homopolímero presenta una temperatura de transición vítrea Tg > 50ºC, así como c) 0 a 30 partes en peso de otros monómeros.

2. Dispersión acuosa de polímeros según la reivindicación 1, caracterizada porque los monómeros a) son seleccionados a partir del grupo de olefinas con 3 a 10 átomos de carbono ramificadas y no ramificadas, con insaturación etilénica, acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, metacrilatos de alquilo con 5 a 10 átomos de carbono, (met) acrilatos de cicloalquilo con 5 a 10 átomos de carbono, maleinatos de dialquilo con 1 a 10 átomos de carbono y/o fumaratos de dialquilo con 1 a 10 átomos de carbono.

3. Dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los monómeros b) son seleccionados a partir del grupo constituido por estireno, α-metilestireno, o- o p-viniltolueno, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, así como ésteres de alquilo o ésteres de cicloalquilo con 1 a 4 átomos de carbono de ácido metacrílico, o mezclas de los mismos.

4. Dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 43, caracterizado porque los monómeros c) son seleccionados a partir del grupo constituido por ácidos alquil-o arilsulfónicos con insaturación monoetilénica, así como ácidos carboxílicos con 3 a 6 átomos de carbono α, ß-insaturados, ácidos dicarboxílicos con 4 a 8 átomos de carbono α, ß-insaturados, o sus anhídridos, así como las sales metálicas alcalinas o amónicas de los citados monómeros.

5. Procedimiento para la obtención de una dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añade al menos un aditivo de la fórmula general I antes, durante o tras la polimerización.

6. Empleo de la dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4 como agente aglutinante para pinturas.

7. Empleo de la dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4 como agente aglutinante para revestimientos de madera.

8. Empleo según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el agente aglutinante según la invención presenta una temperatura de formación de película mínima por debajo de 10ºC.

9. Pintura que contiene una dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4 como agente aglutinante.

10. Agente de revestimiento de madera que contiene una dispersión acuosa de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4 como agente aglutinante.