Composiciones de material compuesto acuosas estables.

Un método para formar una composición acuosa estable que comprende partículas de material compuesto,

que comprende: mezclar partículas de TiO2 y partículas poliméricas en emulsión adsorbentes a una intensidad de mezclamiento superior a 0,39 kW/m3 (2 hp/kgal).

Composiciones de material compuesto acuosas estables Esta invenciïn se refiere a un mïtodo para formar una composiciïn acuosa estable que incluye partïculas de material compuesto, que incluye: mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes a una intensidad de mezclamiento superior a 0, 39 kW/m3 (2 hp/kgal) . Tambiïn, se proporciona un mïtodo para proporcionar un revestimiento.

El diïxido de titanio (TiO2) es un componente costoso de muchas pinturas. La eficacia del TiO2 como pigmento cubriente se reduce cuando se permite que las partïculas de TiO2 se junten demasiado durante la formaciïn de la partïcula y el secado. Se ha descrito que el espaciado de TiO2 y su eficacia resultante, se pueden mejorar y aplicar al emplear un polïmero en emulsiïn adsorbente. Una partïcula de material compuesto que tiene una partïcula central de TiO2 que lleva una pluralidad de partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbidas, genera un uso mïs eficiente del TiO2 como pigmento cubriente.

La patente de EE.UU. nï 7.179.531 describe partïculas polimïricas que tienen grupos funcionales o adsorbentes seleccionados, ïtiles para preparar partïculas de material compuesto orgïnicas-inorgïnicas que son adecuadas para proporcionar revestimientos secos con opacidad mejorada. La estabilidad de las composiciones acuosas que comprenden partïculas de material compuesto estï sujeta a mejora. Los autores de la presente invenciïn han encontrado que mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes en, o por encima de, la relaciïn crïtica del material compuesto a un intervalo de viscosidad equilibrada de 200 cps a 4.000 cps, proporciona un nivel de estabilidad deseado. Los autores de la presente invenciïn tambiïn han encontrado que mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes, a una intensidad de mezclamiento superior a 0, 39 kW/m3 (2 hp/kgal) , proporciona un nivel de estabilidad deseado.

La presente invenciïn, en sus diversos aspectos, es como se explica en las reivindicaciones anexas En un primer aspecto de la presente invenciïn, se proporciona un mïtodo para preparar una composiciïn acuosa estable que comprende partïculas de material compuesto, que comprende: mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes a una intensidad de mezclamiento superior a 0, 39 kW/m3 (2 hp/kgal) .

En una realizaciïn de la presente invenciïn, dicho mïtodo comprende ademïs mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes en, o por debajo de, la relaciïn crïtica del material compuesto, a un intervalo de viscosidad equilibrada de 200 cps a 4.000 cps.

En un segundo aspecto de la presente invenciïn, se proporciona un mïtodo para formar un revestimiento, que comprende (a) formar dicha composiciïn acuosa del primer aspecto de la presente invenciïn; (b) aplicar dicha composiciïn acuosa a un sustrato; y (c) secar, o dejar secar, dicha composiciïn acuosa aplicada.

El primer aspecto de la presente invenciïn, se dirige hacia un mïtodo para preparar una composiciïn acuosa estable que incluye partïculas de material compuesto. El tïrmino "acuosa" en la presente memoria se refiere a agua y de 0% a 30% en peso, basado en el peso del medio, de compuesto o compuestos miscibles en agua. La frase "composiciïn acuosa estable" en la presente memoria significa que la composiciïn acuosa tiene menos de 1.000 ppm de residuos sïlidos, preferiblemente menos de 500 ppm de residuos sïlidos, y mïs preferiblemente menos de 250 ppm de residuos sïlidos.

"Las partïculas de material compuesto" como se define en la presente memoria, incluyen individualmente una partïcula central de TiO2 que tiene una pluralidad de partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbidas por el sustrato de la partïcula de TiO2. Las partïculas de material compuesto de la presente invenciïn, se forman mezclando partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes. La expresiïn "partïcula de TiO2" en la presente memoria significa una partïcula compuesta predominantemente de TiO2 que incluye TiO2 rutilo y TiO2 anatase. El TiO2 puede tener una composiciïn uniforme o una composiciïn heterogïnea con dos o mïs fases. Tïpicamente, el TiO2 puede tener al menos un revestimiento de uno o mïs de sïlice, alïmina, ïxido de cinc y circonia. Los autores de la presente invenciïn han encontrado que tipos especïficos de TiO2, requieren diferentes concentraciones de monïmero adsorbente (monïmero de ïcido-P) en el polïmero en emulsiïn. Por ejemplo, los autores de la presente invenciïn han encontrado que una calidad de TiO2 con una relaciïn AI:Si relativamente alta, requiere que el polïmero en emulsiïn adsorbente incorpore mucho menos monïmero adsorbente copolimerizado que una calidad de TiO2 con una relaciïn AI:Si menor.

Las partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes incluyen tïpicamente, como unidades copolimerizadas, al menos un monïmero que incluye un grupo adsorbente seleccionado de grupos de ïcido de fïsforo, grupos ïster completos de ïcido de fïsforo y grupos de cadena lateral poliïcido ; y sales de los mismos; Las partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes incluyen tïpicamente, como unidades copolimerizadas, de 0, 5 a 5%, preferiblemente de 1 a 4%, mïs preferiblemente de 1% a 2, 5%, en peso basado en el peso del polïmero en emulsiïn, monïmero seleccionado del grupo que consiste en monïmeros de ïcido de fïsforo, monïmeros de ïster completos de ïcido de fïsforo, macromonïmeros ïcidos; y sales de los mismos; y al menos un segundo monïmero monoetilïnicamente insaturado;

La expresiïn monïmero de ïcido de fïsforo "monïmero de ïcido-P", en la presente memoria quiere decir un monïmero de ïcido que contiene fïsforo, conteniendo el monïmero al menos una insaturaciïn etilïnica y un grupo de ïcido de fïsforo. El monïmero de ïcido de fïsforo puede estar en forma de ïcido o como una sal de los grupos de ïcido de fïsforo. Ejemplos de monïmeros de ïcido de fïsforo incluyen:

en donde R es un grupo orgïnico que contiene un grupo acriloxi, metacriloxi, o un grupo vinilo; y R' y R" se seleccionan independientemente de H y un segundo grupo orgïnico. El segundo grupo orgïnico puede ser saturado o insaturado.

Los monïmeros de ïcido de fïsforo adecuados, incluyen monïmeros con grupo funcional dihidrïgenofosfato, tales como ïsteres de dihidrïgenofosfato de un alcohol, en donde el alcohol tambiïn contiene un grupo polimerizable vinilo u olefïnico, tal como fosfato de alilo, mono- o difosfato de fumarato o itaconato de bis (hidroxi-metilo) , derivados de ïsteres del ïcido (met) acrïlico, tal como, por ejemplo, fosfatos de (met) acrilatos de hidroxialquilo que incluyen (met) acrilato de 2-hidroxietilo, (met) acrilatos de 3-hidroxipropilo y similares. Otros monïmeros de ïcido de fïsforo 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 metacrilatos SIPOMER™ PAM-100, SIPOMER™ PAM-200, y SIPOMER™ PAM-400 y el acrilato, SIPOMER™ PAM-300, disponibles de Rhodia, Inc. Otros monïmeros de ïcido de fïsforo adecuados son monïmeros con grupo funcional fosfonato, descritos en la solicitud de patente internacional PCT WO 99/25780 A1, e incluyen ïcido vinil fosfïnico, ïcido alil fosfïnico, ïcido 2-acrilamido-2-metilpropanofosfïnico, α-fosfonoestireno, ïcido 2-metilacrilamido2-metilpropanofosfïnico. Otros monïmeros con grupos funcionales de fïsforo adecuados son monïmeros de (met) acrilato de 1, 2- (hidroxi) fosfinilalquilo etilïnicamente insaturados, descritos en la patente de EE.UU. 4.733.005, e incluyen metacrilato de (hidroxi) fosfinilmetilo. Los monïmeros de ïcido de fïsforo preferidos son monïmeros de dihidrïgenofosfato, que incluyen (met) acrilato de 2-fosfoetilo, (met) acrilato de 2-fosfopropilo, (met) acrilato de 3fosfopropilo, y (met) acrilato de 3-fosfo-2-hidroxipropilo. Son preferidos (met) acrilato de 2-fosfoetilo, (met) acrilato de 3-fosfopropilo, (met) acrilato de 3-fosfo-2-hidroxipropilo, SIPOMER™ PAM-100, y SIPOMER™ PAM-200.

La partïcula polimïrica en emulsiïn adsorbente puede incluir un grupo ïster completo de ïcido de fïsforo que se incorpora en el polïmero en emulsiïn adsorbente mediante la polimerizaciïn del monïmero de ïster completo de ïcido de fïsforo.

La partïcula polimïrica en emulsiïn adsorbente puede incluir grupos de cadena lateral poliïcido que se incorporan en el polïmero mediante la polimerizaciïn de una macromonïmero ïcido. Como se usa en la presente memoria, macromonïmero ïcido se refiere a un oligïmero con un insaturaciïn terminal y que tiene monïmeros con grupos ïcidos... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo para formar una composiciïn acuosa estable que comprende partïculas de material compuesto, que comprende: mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes a una intensidad de mezclamiento superior a 0, 39 kW/m3 (2 hp/kgal) .

2. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, en donde dicho mïtodo comprende ademïs mezclar partïculas de TiO2 y partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes a, o por debajo de, la relaciïn crïtica del material compuesto a un intervalo de viscosidad equilibrada de 200 cps a 4.000 cps.

3. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 1 o reivindicaciïn 2, en donde dicha mezcla tiene lugar en una zona de mezclamiento que comprende al menos un elemento rotor estator y al menos un elemento rotor rotatorio.

4. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 1 o reivindicaciïn 2 o reivindicaciïn 3, en donde dichas partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes comprenden, como unidades copolimerizadas, de 0, 5 a 5% de monïmero seleccionado del grupo que consiste en monïmeros de ïcido-P, monïmeros de ïster completos de ïcido-P, macromonïmeros ïcidos; y sales de los mismos, en peso basado en el peso de dicho polïmero en emulsiïn; y al menos un segundo monïmero etilïnicamente insaturado; teniendo dicho polïmero en emulsiïn una Tg calculada de -20 ïC a 50 ïC;

5. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 4, en donde dicho polïmero en emulsiïn adsorbente comprende ademïs, como unidades copolimerizadas, de 0, 01% a 2%, en peso, basado en el peso del segundo monïmero que contiene ïcido de dicho polïmero en emulsiïn.

6. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 1 o reivindicaciïn 2, en donde dichas partïculas polimïricas en emulsiïn adsorbentes son partïculas polimïricas en emulsiïn multietapa que comprenden, como unidades copolimerizadas:

de 0, 5% a 5% en peso de monïmero de ïcido-P, basado en el peso de dicho polïmero en emulsiïn;

de 0% a 0, 05% en peso de monïmero multietilïnicamente insaturado, basado en el peso de dicho polïmero en emulsiïn; y

al menos un segundo monïmero monoetilïnicamente insaturado; teniendo dicho polïmero en emulsiïn una Tg calculada de -20 ïC a 50 ïC; en donde dicho polïmero en emulsiïn se forma mediante la copolimerizaciïn en emulsiïn de dicho al menos un segundo monïmero monoetilïnicamente insaturado, en donde de 75% a 100% en peso de dicho monïmero de ïcido-P se aïade conjuntamente con dicho segundo monïmero monoetilïnicamente insaturado, durante una etapa que comprende de 10% a 50% del peso total del monïmero.

7. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 6, en donde dicho 75% a 100%, en peso, de dicho monïmero de ïcido-P se aïade conjuntamente con dicho segundo monïmero monoetilïnicamente insaturado, durante una etapa que comienza en un intervalo de 0 a 65% del peso total de monïmero aïadido.

8. El mïtodo segïn la reivindicaciïn 6 o la reivindicaciïn 7, en donde dicha etapa en la que 75% a 100%, en peso, de dicho monïmero de ïcido-P se aïade conjuntamente con dicho segundo monïmero monoetilïnicamente insaturado comprende ademïs la adiciïn de 0, 01% a 2%, en peso, basado en el peso del segundo monïmero que contiene ïcido, de dicho polïmero en emulsiïn.

9. Un mïtodo para formar un revestimiento, que comprende

(a) formar dicha composiciïn acuosa estable segïn la reivindicaciïn 1 o reivindicaciïn 2 o reivindicaciïn 3;

(b) aplicar dicha composiciïn acuosa a un sustrato; y

(c) secar, o dejar secar, dicha composiciïn acuosa aplicada.