Espesantes no iónicos para composiciones pigmentarias, especialmente para pinturas y sus aplicaciones.

El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas,

cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas con el propósito de proporcionar composiciones pigmentarias para pinturas mates y satinadas, que aseguren una excelente compatibilidad pigmentaria y una viscosidad alta a bajo y medio gradiente de corte, en donde el dicho compuesto es a base de motivos de poliisocianato, preferiblemente de diisocianato y comprende en el extremo de la cadena grupos hidrocarbonados que comprenden ellos-mismos al menos tres ciclos aromáticos sustituidos o no.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2002/001939.

Solicitante: COATEX S.A.S..

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 35, RUE AMPÈRE, Z.I. LYON NORD 69730 GENAY FRANCIA.

Inventor/es: SUAU, JEAN-MARC, RUHLMANN,DENIS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/10 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción.
  • C08G18/28 C08G 18/00 […] › caracterizados por los compuestos utilizados que contienen hidrógeno activo.
  • C08G18/48 C08G 18/00 […] › Poliéteres.
  • C08G65/26 C08G […] › C08G 65/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace éter en la cadena principal de la macromolécula (resinas epoxi C08G 59/00; politioéter-poliéteres C08G 75/12; poliéteres que contienen menos de once unidades monómeras C07C). › a partir de éteres cíclicos y otros compuestos.
  • C08G65/333 C08G 65/00 […] › que contiene nitrógeno.
  • C09D17/00 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.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). › Pigmentos en pasta, p. ej. para mezclar en pintura.
  • C09D7/00 C09D […] › Características de las composiciones de revestimiento no previstas en el grupo C09D 5/00   (secantes C09F 9/00).

PDF original: ES-2498367_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Espesantes no iónicos para composiciones pigmentarias, especialmente para pinturas y sus aplicaciones Campo técnico de la Invención:

La presente invención se relaciona con el campo técnico de las composiciones pigmentarias y especialmente las composiciones pigmentarias para pinturas y composiciones análogas, de manera más precisa con las bases pigmentarias para pinturas destinadas a la coloración.

Problema técnico admitido:

En el campo de numerosas composiciones pigmentarias, pero más especialmente el de las composiciones pigmentarias y bases para pintura, interviene el perfil reológico de la composición o de la base, siendo la base la composición acuosa cargada de color blanco, base de la composición pigmentaria coloreada o pigmentada.

Esa composición acuosa cargada y/o pigmentada de color blanco es formada a partir de una fase liquida que puede ser agua o un solvente orgánico miscible en agua o aún una mezcla de los dos, de uno o más polímeros en suspensión en la fase líquida denominados aglutinantes, de cargas y/o pigmentos, de al menos un agente dispersante de cargas y/o pigmentos que puede ser un polímero o un copolímero hidrosoluble, de adyuvantes tan diversos como agentes de coalescencia, biocidas, antiespumantes u otros, por fin de al menos un agente espesante que es un polímero o un copolímero natural o sintético.

El perfil reológico es bien conocido por el especialista en la materia, y es representado por la curva de viscosidad r| en función del gradiente de velocidad D.

Sin duplicar lo que conoce el especialista en la materia, se puede indicar rápidamente que:

T] (Pa.s) = Tensión (Pa) /Gradiente D (s-1)

La tensión es una medida de la presión aplicada a la composición o a la base (salvo la indicación específica o en el caso de que se utilice el vocablo composición, para designar toda la composición, o toda la base para pintura o análogos, acuosas cargadas y/o pigmentadas tal como se definió más arriba).

En el campo de las pinturas, se debe obtener simultáneamente (lo que representa la dificultad mayor):

- un buen comportamiento dinámico, es decir una viscosidad baja a un gradiente elevado (lo que representa en la práctica la exigencia de una viscosidad baja a la aplicación de la pintura sobre el soporte, la aplicación naturalmente implica un corte fuerte)

y

- un buen comportamiento estático, es decir en las condiciones de almacenamiento, lo que reviene en la práctica a desear una viscosidad elevada (y otras propiedades deseadas en el recipiente) que asegure buenas condiciones de almacenamiento y de vía en el recipiente a un gradiente bajo o medio de velocidad.

Una cualidad importante de las composiciones pigmentarias blancas se juzga cuando, precisamente, se añade su componente pigmento coloreado. Como regla general, la intensidad de color de la composición aumenta cuando aumenta la concentración de pigmento(s).

Sin embargo, aparece un problema importante en presencia de un corte, es decir más precisamente en las condiciones de aplicación de una pintura sobre su soporte, porque puede producirse una disociación de uno de los pigmentos del resto de la composición. El especialista en la materia llama a esa característica la aceptación de color que se llamará aquí compatibilidad pigmentaria de la composición concerniente.

En la práctica, si la composición final de pintura (y/o la base para pintura, es decir la base blanca porque no contiene aún el o los pigmento(s) coloreado(s) presenta una compatibilidad pigmentaria insuficiente, la aplicación provocaría una disociación o heterogeneidad de la composición, y por lo tanto zonas de diferente densidad de color, por ejemplo los trazos menos densos en color, lo que no es evidentemente el objetivo de la investigación.

La invención se relaciona en consecuencia con una propuesta de bases blancas y/o de composiciones pigmentarias para pintura (conjuntamente a continuación, y comprende en las reivindicaciones, como ya se indicó, composiciones) que presentan una muy buena compatibilidad con los colorantes pigmentarios, tanto sobre pinturas mate como pinturas satinadas.

La invención apunta especialmente a proporcionar composiciones que aseguran una excelente compatibilidad pigmentaria y presentan una viscosidad alta a un gradiente de corte bajo y medio también llamado gradiente de velocidad, tanto sobre pinturas mate como sobre pinturas satinadas, es decir en particular en un campo de gradiente de velocidad D comprendido entre:

- y 2 s-1 aproximadamente (gradiente de velocidad bajo)

y

-1 s-1 aproximadamente (gradiente de velocidad medio).

Las bases blancas contienen, como sabe el especialista en la materia, cargas como carbonatas, especialmente de calcio, un óxido de titanio, caolín, y cargas análogas bien conocidas, utilizables según la invención.

Los colorantes pigmentarios son igualmente bien conocidos por el especialista en la materia, y son por ejemplo elegidos entre negro de carbono, ftalocianina azul, óxidos de hierro (que dan tonos amarillos, rojos...), y sales diazóicos.

Igualmente se sabe como efectuar una prueba o ensayo simple y practico, denominado ensayo de engomado del dedo, conocido por el especialista en la materia por el vocablo borrado que será utilizado más adelante. Ese ensayo reproduce correctamente el corte provocado por una aplicación con un pincel o análogo.

El ensayo consiste en aplicar una capa de pintura sobre un soporte sin corte, es decir lentamente y sin tensión, después aplicar un corte por medio de un movimiento rotativo de un dedo aplicado sobre dicha capa de pintura.

Si la composición presenta una buena o muy buena compatibilidad pigmentaria, la intensidad de color sobre la zona frotada por el dedo permanecerá constante u homogénea con relación a la zona no frotada; en el caso contrario, la zona frotada presentará una intensidad heterogénea de color en relación a la zona no tratada. Esa heterogeneidad será expresada por una diferencia colorimétrica medida con la ayuda de un espectro colorímetro denominado Spectro-pen

Técnica anterior:

Hasta ahora se conocen composiciones eficaces con un gradiente de velocidad bajo, pero en la química de los copolímeros acrílicos, éstos son espesantes Iónicos, en oposición a los espesantes no Iónicos.

El inconveniente mayor es que la formulación debe efectuarse a un pH superior a 7 debido a que los espesantes acrílicos deben ser neutralizados para ser eficaces.

Otro inconveniente reside en que la introducción de esos espesantes acrílicos en una pintura acuosa disminuye el contenido de agua de esas pinturas.

Otro inconveniente más es el hecho que los productos presentan una propensión débil a la exposición, lo que es evidentemente un inconveniente serio en el campo de las pinturas y productos análogos.

Por fin, los productos del tipo de polímero asociativos acrílicos son muy sensibles a las sales. Se conocen igualmente espesantes de poliuretanos que permiten obtener, en una pintura acuosa, viscosidades elevadas bajo un gradiente de velocidad alto, pero que no son capaces de desarrollar viscosidades de Brookfield elevadas.

De manera general, esos productos están funcionalizados con extremos de cadenas hidrocarbonados cortos, es decir que comprenden menos de 14 átomos de carbono. Esos compuestos presentan la ventaja de conservar cierta compatibilidad pigmentaria, pero no permiten obtener viscosidades de Brookfield elevadas bajo un gradiente de corte bajo.

Por otra parte, se sabe como los poliuretanos desarrollan fuertes viscosidades de Brookfield bajo un gradiente de corte bajo (Synthesis and Characterization of Model Associative Polymers, Richard D. Jenkins, David R. Basett, Cesar A. Silebi et Mohamed S. El-Aasser, J. of Applied Polymer Science, vol. 58, p 29-23 (1995); Polymeric Mat. Sci. and Engineering, vol. 59, p 133 (1988); Polymeric Mat. Sci. and Engineering, p 533 (1989); Polymeric Paint Colour Journal, vol. 176, n° 4169, p 459 (Junio 1986)).

Ahora se demostró que cuanto más el número de átomos de carbono presentes en las cadenas hidrocarbonadas que funcionaliza las cadenas de poliuretanos aumenta, más las viscosidades de Brookfield a un gradiente de corte bajo aumenta.

Esos dichos poliuretanos, que dan viscosidades de Brookfield elevadas a un gradiente de corte bajo, tienen como inconveniente mayor de disminuir dramáticamente la compatibilidad pigmentaria en las formulaciones

acuosas en las que sean introducidos.

Como ya se dijo, la invención apunta especialmente a proporcionar composiciones que aseguren una excelente compatibilidad pigmentaria y presenten una viscosidad alta a un gradiente de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas con el propósito de proporcionar composiciones pigmentarias para pinturas mates y satinadas, que aseguren una excelente compatibilidad pigmentaria y una viscosidad alta a bajo y medio gradiente de corte, en donde el dicho compuesto es a base de motivos de poliisocianato, preferiblemente de diisocianato y comprende en el extremo de la cadena grupos hidrocarbonados que comprenden ellos-mismos al menos tres ciclos aromáticos sustituidos o no.

2. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 1, en donde el dicho compuesto responde a la fórmula (I) siguiente:

R--(E)x-(P)y-(E)z--DI-(-PEG-DI-)n--(E)X'-(P)y-(E)Z'--R

en la que:

R y R son grupos hidrocarbonados que comprenden al menos tres ciclos aromáticos, sustituidos o no, y son diferentes o Idénticos,

DI es un grupo diisocianato tal como el diisocianato de tolueno, diisocianato de isoforona o diisocianato de hexametlleno,

PEG es un grupo polietilen glicol de peso molecular de 6 a 2 , n está comprendido entre 1 y 4,

x, z, x, z está comprendido entre 1 y 4,

y, y está comprendido entre y 4,

con x + y + z + x + y + z comprendido entre 2 y 8.

3. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 2, en donde el peso molecular del PEG está comprendido entre 6 y 15 , de preferencia cercano a 1.

4. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, en donde n es cercano a 1.

5. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde los grupos R y R son un grupo triestirilfenilo (TSP) de fórmula:

con x + x + y + y + z + z comprendido entre 2 y 8 incluso, o un grupo diestririlfenilo (DSP) de fórmula:

o

6. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde R = R = TSP y en donde x + y + z + x + y + z está comprendido entre 2 y 5 con y = y = z = z =.

7. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde x = x = 1.3.

8. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde n = x

= x = 1; y; y = y = z = z =.

9. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde los grupos R y R están sustituidos y preferiblemente sustituidos por un sustituyente elegido entre los grupos fenilo, bencilo o alquilo lineal o ramificado que comprenden un número cualquiera de átomos de carbono.

1. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 9, en donde el o los sustituyentes están depositados sobre los grupos aromáticos.

11. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 1, en donde los sustituyentes portados por los grupos aromáticos de los grupos R y R están ellos-mlsmos sustituidos.

12. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 4, en donde el grupo TSP está por sí- mismo sustituido por un grupo estirilo, siendo el grupo R también un grupo tetraestirilfenilo.

13. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 4, en donde el grupo TSP está sustituido sobre un grupo estirilo por un grupo clclohexanilo.

14. Un espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas, en donde el dicho espesante es un compuesto a base de motivos de polllsocianato, preferiblemente diisocianato y comprende en el extremo de la cadena grupos hldrocarbonados que comprenden ellos-mlsmos al menos de sus tres radicales aromáticos sustituidos o no, y en donde el dicho espesante responde a la fórmula (I) siguiente:

R-O-ÍOEMOPJy-ÍOEk-O-DH-PEG-DI-V-O-ÍOEJHOPJy-ÍOEk-O-R

en la que:

R y R son grupos hidrocarbonados que comprenden al menos tres ciclos aromáticos, sustituidos o no, y son diferentes o idénticos,

DI es un grupo diisocianato tal como el diisocianato de tolueno, diisocianato de isoforona o diisocianato de hexametileno,

PEG es un grupo polietilen glicol de peso molecular de 6 a 2 , n está comprendido entre 1 y 4,

x, z, x, z está comprendido entre 1 y 4,

y, y está comprendido entre y 4,

con x + y + z + x + y + z comprendido entre 2 y 8.

15. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 14, en donde el peso molecular del PEG está comprendido entre 6 y 15 , de preferencia cercano a 1.

16. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 15, en donde n es cercano a 1.

17. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en donde los grupos R y R son un grupo triestirilfenilo (TSP) de fórmula:

con x + x + y + y + z + z comprendido entre 2 y 8 incluso o un grupo diestrlrilfenilo (DSP) de fórmula:

18. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en donde R = R = TSP y en donde x + y + z + x + y + z está comprendido entre 2 y 5 con y = y = z = z =.

19. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en donde x = x' = 1.3.

2. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en donde n=x = x = 1y y = y=z=z =.

21. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según

cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en donde los grupos R y R están sustituidos y preferiblemente sustituidos por un sustituyente elegido entre los grupos fenilo, bencilo o alquilo lineal o ramificado que comprenden un número cualquiera de átomos de carbono.

22. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según

la reivindicación 21, en donde el o los sustituyentes están depositados sobre los grupos aromáticos.

23. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 22, en donde los sustituyentes portados por los grupos aromáticos de los grupos R y R están

ellos-mismos sustituidos.

24. El espesante no iónico de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 17, en donde el grupo TSP está por sí-mismo sustituido por un grupo estirilo, siendo el grupo R también un grupo tetraestirilfenilo.

25. El uso de un compuesto de cadena de óxido de alquileno como espesante de composiciones acuosas, cargadas y/o pigmentadas, blancas o coloreadas según la reivindicación 17, en donde el grupo TSP está sustituido sobre un grupo estirilo por un grupo ciclohexanilo.

26. La composición acuosa, cargada y/o pigmentada, blanca o coloreada, en donde contiene el copolímero

espesante según las reivindicaciones 13 a 25, de manera preferible de.1% a 2% en peso seco, de manera más preferible de.2% a 1.% en peso seco del dicho copolímero espesante en relación a la masa total de la composición.


 

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