Composición de revestimiento que comprende partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico, proceso para prepararla y uso de partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico en composiciones de revestimiento.

Composición de revestimiento que tiene una CVP (concentración en volumen de pigmento) desde 5% en volumenhasta la CCVP (concentración crítica en volumen de pigmento) y caracterizada por que comprende al menos uncarbonato cálcico natural molido que tiene un diámetro mediano (d50 (Mal)) entre 0,

05 y 0,3 μm (carbonato cálciconatural molido submicrométrico; CCNMS), y al menos un pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a2,5.

Composición de revestimiento que comprende partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico, proceso para prepararla y uso de partículas que contienen carbonato cálcico submicrométrico en composiciones de revestimiento La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento brillantes y opacificantes que comprenden partículas que contienen CCNMS. La invención se refiere además a un proceso para preparar una composición de revestimiento brillante y opacificante que emplea carbonato cálcico molido natural submicrométrico y al uso de dicho carbonato en composiciones de revestimiento abrillantes y opacificantes.

Los pigmentos minerales son ampliamente utilizados en sistemas de revestimiento, no solamente para disminuir los costos de formulación sino además para mejorar ciertas propiedades de la formulación de revestimiento, durante su preparación o almacenamiento, o durante o después de su aplicación a un sustrato. En el campo de las formulaciones de pinturas, los sistemas de revestimiento casi invariablemente emplean dióxido de titanio.

En el contexto de las aplicaciones de pinturas, es altamente apreciado el dióxido de titanio (TiO2) , particularmente cuando se encuentra en la forma rutilo para proporcionar un poder de ocultamiento o de opacidad significativo. Es muy conocido que los pigmentos de dióxido de titanio comercializados para su uso en la formulación de pinturas presentan una estrecha distribución del tamaño de partículas junto con un diámetro de partículas mediano entre 0, 2 y 0, 6 !m, dependiendo del material y del método de medición del tamaño medio de partículas. De manera semejante se emplean el sulfuro de zinc y el óxido de zinc.

El dióxido de titanio adolece sin embargo de ser de costo relativamente elevado, dando como resultado el deseo continuo de encontrar pigmentos de bajo costo que reemplacen parcialmente al TiO2, que no se traduzcan en una reducción de las propiedades ópticas y de otras propiedades de la composición de revestimiento.

La patente GB1404564 describe pinturas y pigmentos rellenos con carbonato cálcico natural ultrafino, en donde dicho carbonato cálcico natural tiene un diámetro de partículas de 0, 5 a 4 !m y se emplea para reemplazar parcialmente al dióxido de titanio. En este caso, Imer y s ha comercializado Polcarb del que se dice que es adecuado para formulaciones de pinturas brillantes, que tiene un tamaño medio de partículas de 0, 9 !m. Sin embargo, dichos productos de carbonato cálcico naturales no permiten el reemplazo de una parte de TiO2 en una formulación de pintura brillante que tenga una concentración en volumen del pigmento por debajo de la concentración crítica del volumen del pigmento, sin una pérdida de brillo u opacidad.

Para el propósito de la presente invención, la concentración en volumen del pigmento (CVP) se entiende que se refiere a la fracción, expresada en %, del volumen del pigmento con relación al volumen total del pigmento más los otros componentes de la formulación, es decir tiene en cuenta el volumen del pigmento con relación al volumen de la formulación total.

La concentración crítica en volumen del pigmento (CCVP) se define como la concentración en volumen del pigmento en la que el componente de resina de la formulación de revestimiento ya no es suficiente para revestir totalmente todas las partículas del pigmento en un revestimiento. Es bien sabido que por encima de la CCVP, las formulaciones proporcionan generalmente un acabado mate. En contraste, las formulaciones de pinturas brillantes emplean una CVP que está por debajo de la CCVP.

La patente de EE.UU. 5.171.631 describe una composición de revestimiento para desarrollar ocultamiento sobre un sustrato adecuado, teniendo la composición de revestimiento una concentración en volumen del pigmento (CVP) hasta una concentración crítica en volumen del pigmento (CCVP) y un sistema de pigmentos que comprende aproximadamente 70-98% en volumen de dióxido de titanio y aproximadamente 2-30% en volumen de un pigmento espaciador/diluyente de trihidrato de aluminio (THA) que tiene un tamaño medio de partículas de aproximadamente 0, 2 micrómetros. La Figura 1 de la patente de EE.UU. 5.171.631 muestra un valor de la relación d98/d50 de aproximadamente 2, 7, que corresponde a una distribución del tamaño de partículas relativamente estrecha. Aunque se establece que, siempre que este THA tenga un tamaño mediano de partículas y una distribución del tamaño de partículas generalmente similares al tamaño mediano de partículas y a la curva de distribución del tamaño de partículas de TiO2, una porción de TiO2 puede ser reemplazada por un volumen igual de THA sin pérdida del poder de ocultamiento. La Figura 2 de la patente de EE.UU. 5.171.631 muestra que las formulaciones de pintura que comprenden THA-TiO2 generalmente no pueden conseguir los mismos valores de opacidad que la formulación de la pintura de control que comprende TiO2 solo.

El carbonato cálcico natural molido, contrariamente a su correspondiente sintético, el carbonato cálcico precipitado (CCP) , adolece generalmente de una ancha distribución del tamaño de partículas y de formas de las partículas irregulares. Realmente, como el carbonato cálcico natural molido se prepara moliendo piedras que contienen calcita, mármol, greda o caliza obtenidas de minería, es difícil asegurar que estas piedras sean fraccionadas finalmente para formar partículas finas que tengan un tamaño de partícula muy uniforme.

En contraste, el CCP se forma por un proceso de acumulación de cristales alrededor de sitios de nucleación. El control de la nucleación y del desarrollo del tamaño de partículas, particularmente en el dominio del tamaño inferior a unos cuantos micrómetros, durante la precipitación del CCP, ha llegado a ser, durante el trascurso de los años, una ciencia muy estudiada, y están ahora disponibles ampliamente partículas de CCP que tienen tamaños y formas pequeñas y muy uniformes. Como en la patente de EE.UU. 5.171.631, las ventajas de emplear un producto de tamaño de partículas uniforme como el espaciador de dióxido de titanio son descritas en la publicación hecha en la página de Internet http://www.specialtyminerals.com/specialty-applications/specialty-markets-for-minerals/paint-andcoatings/precipitate-calcium-carbonate-pcc-in-paint/: "el carbonato cálcico precipitado (CCP) se usa muy comúnmente en pinturas como un diluyente para el dióxido de titanio o TiO2. Las partículas de CCP pequeñas y estrechamente distribuidas ayudan a espaciar las partículas individuales de TiO2 y maximizan su alto poder de ocultamiento". En este campo, la compañía Specialty Minerals anuncia Albafil PCC, una calcita prismática fina de 0, 7 micrómetros y una gama de diversos CCP ultrafinos o nanométricos, a saber Calofort S PCC, Calofort U PCC, Ultra-P-flex PCC y Multifex MM PCC, teniendo cada uno un diámetro mediano de 0, 07 micrómetros.

En vista de las enseñanzas anteriores de la técnica anterior, fue notable que la firma solicitante encontrara que un carbonato cálcico natural molido que es más fino que los productos de carbonato cálcico natural molido, previamente ofrecidos en este campo, pudiera ser utilizado como un reemplazo o un pigmento complementario para el TiO2, incluso en el caso en el que este carbonato cálcico natural molido se caracterice por una distribución de tamaño de partículas relativamente ancha y/o un diámetro mediano que sea diferente del que tiene el TiO2. En contraste con los resultados de la patente de EE.UU. 5.171.631 conseguidos con el THA, el carbonato cálcico natural molido empleado en la presente invención no solamente mantiene de manera más completa el brillo y la opacidad de la formulación de la pintura cuando se utiliza para reemplazar parte del TiO2 de la formulación a una CVP constante, sino que puede conducir aún a una mejora en el brillo y/o la opacidad.

Un primer objeto de la presente invención es por consiguiente una composición de revestimiento que tiene una CVP de 5% hasta la CCVP y caracterizada por que comprende al menos un carbonato cálcico natural molido que tiene un diámetro mediano (d50 (Mal) ) entre 0, 05 y 0, 3 !m (denominado en los sucesivo CCNMS, abreviadamente CCNMS) , y al menos un pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5.

Para el propósito de la presente solicitud, la CCVP se determina de acuerdo con el método de medición dado en el apartado de ejemplos más adelante.

Para el propósito de la presente invención, el diámetro mediano (d50 (Mal) ) y el d98 (Mal) se miden de acuerdo con el método de medición dado en el apartado de ejemplos más adelante.

Otro objeto de la presente invención se refiere a un proceso para preparar... [Seguir leyendo]

1. Composición de revestimiento que tiene una CVP (concentración en volumen de pigmento) desde 5% en volumen hasta la CCVP (concentración crítica en volumen de pigmento) y caracterizada por que comprende al menos un carbonato cálcico natural molido que tiene un diámetro mediano (d50 (Mal) ) entre 0, 05 y 0, 3 !m (carbonato cálcico natural molido submicrométrico; CCNMS) , y al menos un pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5.

2. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que dicha composición de revestimiento tiene una CVP de 15 a 25%.

3. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que dicho CCNMS tiene un diámetro mediano (d50 (Mal) ) entre 0, 1 y 0, 3 !m.

4. Composición de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que dicho CCNMS tiene una d98/d50 (Mal) mayor que 3.

5. Composición de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que dicho CCNMS tiene un d98 menor o igual a 1 !m, preferiblemente menor o igual a 0, 8 !m, m

ás preferiblemente menor o igual a 0, 6 !m, y aún más preferiblemente menor o igual a 0, 4 !m.

6. Composición de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que dicho pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5 y está seleccionado de uno o más de los siguientes: dióxido de titanio y/o sulfuro de zinc y/o óxido de zinc y más preferiblemente es dióxido de titanio.

7. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que dicho pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5 es dióxido de titanio y la relación en peso dióxido de titanio:CCNMS es

70:30 a 98:2, y es más preferiblemente 85:15 a 90:10.

8. Composición de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el brillo de la composición que contiene CCNMS está aumentado en al menos 1%, preferiblemente en al menos 5%, con relación al brillo de la composición en la que el CCNMS está totalmente reemplazado por el pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5.

9. Hormigón, madera, papel, metal o cartón, caracterizados por que están revestidos con la composición de revestimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Proceso para preparar una composición de revestimiento que tiene una CVP desde 5% hasta la CCVP,

caracterizado por que:

a) se proporciona al menos un carbonato cálcico natural molido submicrométrico (CCNMS) que tiene un d50 (Mal) entre 0, 05 y 0, 3 !m;

b) al menos un pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5;

c) se proporciona al menos una resina;

d) dicho CCNMS de la etapa a) se mezcla con dicho pigmento de la etapa b) y dicha resina de la etapa c) .

11. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que dicho CCNMS de la etapa a) se proporciona en forma de una suspensión o dispersión acuosa.

12. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que dicha resina es un látex y/o un aglutinante a base de acrilato, estando dicho aglutinante a base de acrilato preferiblemente en forma de una emulsión acuosa.

13. Uso de al menos un carbonato cálcico natural molido que tiene un d50 (Mal) entre 0, 05 y 0, 3 !m, en una composición de revestimiento que contiene al menos un pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5, caracterizado por que para una composición de revestimiento que tiene una CVP constante en el intervalo desde 5% hasta la CCVP, el brillo y/o la opacidad de la composición es igual o mayor al brillo y/o la opacidad de la misma composición que emplea dicho pigmento que tiene un índice de refracción mayor o igual a 2, 5 en lugar de dicho carbonato cálcico natural molido que tiene un d50 entre 0, 05 y 0, 3 !m.

14. Pintura, caracterizada por que comprende la composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.