Polímero en emulsión multietapa y eficacia de pigmento mejorada.
Un polímero en emulsión multietapa que comprende, como unidades copolimerizadas:
de 0,5% a 5%, en peso de un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo dicho monómero almenos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo (un "monómero de ácido P") basado en elpeso de dicho polímero en emulsión;
de 0% a 0,05% en peso de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso de dicho polímeroen emulsión; y
al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; teniendo dicho polímero en emulsión unaTg calculada de -10 °C a 20 °C; en donde dicho polímero en emulsión se forma mediante lacopolimerización en emulsión de dicho al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado, endonde de 75% a 100% en peso de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dichosegundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comprende de 10% a 50% delpeso total del monómero.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11177867.
Solicitante: ROHM AND HAAS COMPANY.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 100 Independence Mall West Philadelphia, Pennsylvania 19106-2399 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: HOOK III, JOHN WILLIAM, SMART, REGINALD T., BOHLING,JAMES CHARLES, BROADWATER,STEVEN JAMES, BROWNELL,ARNOLD STAN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08F2/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Procesos de polimerización.
- C08F220/18 C08F […] › C08F 220/00 Copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, teniendo solamente cada uno un enlace doble carbono-carbono, y estando solamente terminado por un radical carboxi o una sal, anhídrido, éster, amida, imida o nitrilo del mismo. › con ácidos acrílico o metacrílico.
- C08F265/06 C08F […] › C08F 265/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómeros sobre polímeros de ácidos monocarboxílicos insaturados o sus derivados como los definidos en el grupo C08F 20/00. › Polimerización de ésteres de acrilato o metacrilato sobre sus polímeros.
- C08F275/00 C08F […] › Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómeros sobre polímeros de monómeros que contienen fósforo, selenio, teluro o un metal como los definidos en el grupo C08F 30/00.
- C08K3/22 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 3/00 Utilización de sustancias inorgánicas como aditivos de la composición polimérica. › de metales.
- C09C1/00 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón.
- C09C1/36 C09C […] › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Compuestos de titanio.
- C09C3/10 C09C […] › C09C 3/00 Tratamiento en general de materiales inorgánicos, distintos a las cargas fibrosas, acrecentando su pigmentación o propiedades de carga (coloración de otras partículas macromoleculares C08J 3/20; coloración de fibras macromoleculares D06P). › Tratamiento con compuestos orgánicos macromoleculares.
- C09D143/02 C09 […] › C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 143/00 Composiciones de revestimiento a base de homopolímeros o copolímeros de compuestos con uno o varios radicales alifáticos insaturados, con un solo enlace doble carbono-carbono y que contienen boro, silicio, fósforo, selenio, teluro o un metal; Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de monómeros que contienen fósforo.
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Fragmento de la descripción:
Polímero en emulsión multietapa y eficacia de pigmento mejorada Esta invención se refiere a un polímero en emulsión multietapa que incluye, como unidades copolimerizadas: de 0, 5% a 5%, en peso de un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo el monómero al menos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo (un "monómero de ácido-P") basado en el peso del polímero en emulsión; de 0% a 0, 05% en peso de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso del polímero en emulsión; y al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; teniendo el polímero en emulsión una Tg calculada de -10°C a 20°C; en donde el polímero en emulsión se forma mediante la copolimerización en emulsión de al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado, en donde de 75% a 100% del monómero de ácido-P se añade conjuntamente con el segundo monómero monoetilénicamente insaturado durante una etapa que incluye de 10% a 50% del peso total del monómero. También se proporciona una partícula de material compuesto que incluye una partícula de TiO2 y una pluralidad de partículas poliméricas del polímero en emulsión multietapa adsorbido en la superficie de la partícula de TiO2, una composición de revestimiento acuosa que incluye la partícula de material compuesto, y un método para proporcionar un revestimiento.
El dióxido de titanio (TiO2) es un componente costoso de muchas pinturas. La eficacia del TiO2 como pigmento cubriente se reduce cuando se permite que las partículas de TiO2 se junten estrechamente tras la formación de la película y se sequen (lo cual ellas tienden a hacer) . Se ha descrito que el espaciado de TiO2 y su eficacia resultante se pueden mejorar al emplear un polímero en emulsión adsorbente. Intentos anteriores emplearon polímeros en emulsión adsorbentes duros y/o reticulados que no son deseables en pinturas, particularmente en pinturas de bajo o cero COV. Se empleó la dureza o reticulación, porque se esperaba que estas características lograran un espaciado a partir de un polímero en emulsión adsorbido, que no colapsara tras la formación de la película.
La patente europea EP 1496091 describe una composición polimérica acuosa que proporciona revestimientos con una combinación de buena opacidad, formación de película a baja temperatura, y aceptable resistencia a la suciedad, mediante la selección de una composición polimérica acuosa que contiene niveles seleccionados de polímero duro y polímero blando.
La patente de EE.UU. nº 7.179.531 describe partículas poliméricas que tienen grupos absorbentes o funcionales seleccionados, útiles para preparar partículas de material compuesto orgánico-inorgánico que son adecuadas para proporcionar revestimientos secos con opacidad mejorada. Sorprendentemente, los autores de la presente invención han encontrado que se puede lograr mejoras significativas en la eficacia de opacidad de TiO2 con un polímero en emulsión con una Tg relativamente baja y sustancialmente no reticulado. La Tg relativamente baja es importante para obtener una adecuada formación de la película a baja temperatura con poca o ninguna coalescencia y la ausencia sustancial de reticulación mejora la resistencia a la abrasión del revestimiento seco.
En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un polímero en emulsión multietapa que comprende, como unidades copolimerizadas: de 0, 5% a 5%, en peso de un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo dicho monómero al menos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo (un "monómero de ácido-P") , basado en el peso de dicho polímero en emulsión; de 0% a 0, 05% en peso de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso de dicho polímero en emulsión; y al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; teniendo dicho polímero en emulsión una Tg calculada de -10 °C a 20°C; en donde dicho polímero en emulsión se forma mediante la copolimerización en emulsión de al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado, en donde de 75% a 100% de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comprende de 10% a 50% del peso total del monómero.
En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar un polímero en emulsión multietapa que comprende, como unidades copolimerizadas: de 0, 5% a 5%, en peso de un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo el monómero al menos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo (un "monómero de ácido-P") , basado en el peso de dicho polímero en emulsión; de 0% a 0, 05% en peso de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso de dicho polímero en emulsión; y al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; teniendo dicho polímero en emulsión una Tg calculada de -10 °C a 20 °C; que comprende: (a) una emulsión que copolimeriza dicho al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; y (b) añadir de 75% a 100%, en peso, de dicho monómero de ácido-P simultáneamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comprende de 10% a 50% del peso total del monómero.
En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona una partícula de material compuesto que comprende: a) una partícula de TiO2; y b) una pluralidad de partículas poliméricas del polímero en emulsión multietapa del primer aspecto de la presente invención, adsorbido en la superficie de dicha partícula de TiO2.
En un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de revestimiento acuosa que comprende la partícula de material compuesto del tercer aspecto de la presente invención.
En un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un método para proporcionar un revestimiento que comprende: (a) formar la composición de revestimiento acuosa del cuarto aspecto de la presente invención; (b) aplicar dicha composición de revestimiento acuosa a un sustrato; y (c) secar, o dejar secar, dicha composición de revestimiento acuosa aplicada.
El polímero en emulsión multietapa de la presente invención se refiere a un polímero formado por polimerización en emulsión en un medio acuoso, incluyendo el "medio acuoso" de la presente memoria de 0% a 30%, en peso, basado en el peso del medio, del compuesto o compuestos miscibles en agua. El polímero en emulsión multietapa de la presente invención incluye, como unidades copolimerizadas, de 0, 5 a 5%, preferiblemente de 1 a 4%, y más preferiblemente de 1% a 2, 25%, de monómero de ácido-P, basado en el peso del polímero en emulsión; de 0% a 0, 05%, preferiblemente 0%, en peso, de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso del polímero en emulsión; y al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado;
La expresión "monómero de ácido-P" en la presente memoria quiere decir un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo el monómero al menos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo. El monómero de ácido-P puede estar en forma de ácido o como una sal de grupos de ácido de fósforo. Ejemplos de monómeros de ácido de fósforo incluyen:
en donde R es un grupo orgánico que contiene un grupo acriloxi, metacriloxi, estirilo, arilo, o vinilo; y R' y R" se seleccionan independientemente de H y un segundo grupo orgánico. El segundo grupo orgánico puede ser saturado o insaturado.
Los monómeros de ácido de fósforo adecuados, incluyen monómeros con grupo funcional dihidrógenofosfato tales como ésteres de dihidrógenofosfato de un alcohol, en donde el alcohol también contiene un grupo polimerizable vinilo u olefínico, tal como fosfato de alilo, mono- o difosfato de fumarato o itaconato de bis (hidroxi-metilo) , derivados de ésteres del ácido (met) acrílico, tal como, por ejemplo, fosfatos de (met) acrilato de hidroxialquilo que incluyen (met) acrilato de 2-hidroxietilo, (met) acrilatos de 3-hidroxipropilo. Otros monómeros de ácido de fósforo adecuados incluyen CH2=C (R) -C (O) -O- (R10) n-P (O) (OH) 2, en donde R=H o CH3 y R1= alquilo, tales como SIPOMER™ PAM100, SIPOMER™ PAM-200, SIPOMER™ PAM-300, y SIPOMER™ PAM-4000, disponibles de Rhodia, Inc. Otros monómeros de ácido de fósforo adecuados son monómeros con grupo funcional fosfonato, descritos en la solicitud de patente internacional PCT WO 99/25780 A1, e incluyen ácido vinil fosfónico, ácido alil fosfónico, ácido 2acrilamido-2-metilpropanofosfónico, α-fosfonoestireno, ácido 2-metilacrilamido-2-metilpropanofosfónico. Monómeros con grupos funcionales de fósforo adicionales son Harcross T-Mulz... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un polímero en emulsión multietapa que comprende, como unidades copolimerizadas:
de 0, 5% a 5%, en peso de un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo dicho monómero al menos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo (un "monómero de ácido P") basado en el peso de dicho polímero en emulsión;
de 0% a 0, 05% en peso de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso de dicho polímero en emulsión; y
al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; teniendo dicho polímero en emulsión una Tg calculada de -10 °C a 20 °C; en donde dicho polímero en emulsión se forma mediante la copolimerización en emulsión de dicho al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado, en donde de 75% a 100% en peso de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comprende de 10% a 50% del peso total del monómero.
2. El polímero en emulsión multietapa según la reivindicación 1, en donde dicho 75% a 100%, en peso, de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comienza en un intervalo de 0 a 65% del peso total de monómero añadido.
3. El polímero en emulsión multietapa según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicha etapa en la que 75% a 100%, en peso, de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado comprende además la adición de 0, 01% a 0, 6%, en peso, basado en el peso de dicho polímero en emulsión, del segundo monómero que contiene ácido, en donde el segundo monómero que contiene ácido excluye monómeros de ácido-P.
4. El polímero en emulsión multietapa según la reivindicación 3, en donde dicho segundo monómero que contiene ácido se selecciona del grupo que consiste en ácido metacrílico y sulfonato sódico de estireno.
5. El polímero en emulsión multietapa según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicha etapa en la que 75% a 100%, en peso, de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado comprende además la adición de 0, 01% a 3%, en peso, basado en el peso de dicho polímero en emulsión, de monómero que contiene grupo reactivo con aldehído.
6. Un método para formar un polímero en emulsión multietapa que comprende, como unidades copolimerizadas:
de 0, 5% a 5%, en peso de un monómero de ácido que contiene fósforo, conteniendo el monómero al menos una insaturación etilénica y un grupo de ácido de fósforo (un "monómero de ácido P") basado en el peso de dicho polímero en emulsión;
de 0% a 0, 05% en peso de monómero multietilénicamente insaturado, basado en el peso de dicho polímero en emulsión; y
al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado;
dicho polímero en emulsión que tiene una Tg calculada de -10 °C a 20 °C; que comprende:
(a) una emulsión que copolimeriza dicho al menos un segundo monómero monoetilénicamente insaturado; y
(b) añadir de 75% a 100%, en peso, de dicho monómero de ácido-P conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comprende de 10% a 50% del peso total de monómero.
7. El método según la reivindicación 6, en donde dicho 75% a 100%, en peso, de dicho monómero de ácido-P se añade conjuntamente con dicho segundo monómero monoetilénicamente insaturado, durante una etapa que comienza en un intervalo de 0 a 65% del peso total de monómero añadido.
8. Una partícula de material compuesto que comprende: a) una partícula de TiO2; y b) una pluralidad de partículas poliméricas del polímero en emulsión multietapa según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 o la reivindicación 3, adsorbidas en la superficie de dicha partícula de TiO2.
9. Una composición de revestimiento acuosa que comprende la partícula de material compuesto, según la reivindicación 8.
10. Un método para proporcionar un revestimiento que comprende:
(a) formar la composición de revestimiento acuosa según la reivindicación 9;
(b) aplicar dicha composición de revestimiento acuosa a un sustrato; y
(c) secar, o dejar secar, dicha composición de revestimiento acuosa aplicada.
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