Procedimiento para la producción de aglutinantes híbridos acuosos con bajo contenido en monómero residual así como su uso para pinturas de alto brillo.

Procedimiento para la producción de una dispersión polimérica acuosa (DP) mediante polimerización en emulsión por radicales de

(a) al menos un monómero α

,β-etilénicamente insaturado (M)

(b) así como dado el caso por lo menos un monómero adicional (M1) para dar un polímero (P)

(c) dado el caso desodorización química posterior y

(d) adición de al menos una resina alquídica soluble en agua con un peso molecular promedio en peso entre 5000 y 40.000 Da o de al menos una emulsión acuosa de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica, caracterizado porque la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica tiene lugar o bien a continuación de la polimerización de M y M1, con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h o a continuación de la desodorización química con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h, ascendiendo la temperatura durante la adición a de 60 a 99 °C.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/069464.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: DERSCH, ROLF, DR., Balk,Roelof, ROLLER,SEBASTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F2/22 SECCION C — 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). › C08F 2/00 Procesos de polimerización. › Polimerización en emulsión.

PDF original: ES-2536704_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de aglutinantes híbridos acuosos con bajo contenido en monómero residual así como su uso para pinturas de alto brillo

La presente Invención se refiere al uso de aglutinantes híbridos acuosos para la producción de agentes de revestimiento, en particular en agentes de pintar de alto brillo (barnices de alto brillo), así como a un procedimiento para su producción con bajo contenido en monómero residual.

De acuerdo con su capacidad de reflectar la luz, los revestimientos se clasifican habitualmente en cuatro categorías (norma DIN EN 13300):

1. "brillante" con un valor del reflectómetro de ^ 60 con un ángulo de medición de 60°,

2. "brillo medio" con un valor del reflectómetro de < 60 con un ángulo de medición de 60° y > 10 con 85°,

3. "mate" con un valor del reflectómetro de < 10 con un ángulo de medición de 85° y,

4. "mate absoluto" con un valor del reflectómetro de < 5 con un ángulo de medición de 85°.

La calidad de agentes de revestimiento no pigmentados y en especial pigmentados a base de dispersiones pollmérlcas acuosas depende de manera decisiva del brillo de los revestimientos obtenidos. Por lo tanto, no han faltado ensayos para mejorar los mismos mediante aditivos adecuados. Sin embargo, con frecuencia, estos aditivos presentan la desventaja de presentar aún una cierta volatilidad, lo que repercute negativamente en el porcentaje de compuestos orgánicos volátiles (vo/af//e organ/c compounds, VOC) y los revestimientos obtenidos a partir de los mismos.

El documento EP2009072 describe una composición acuosa de polímero que contiene (met)acrilato de acetoacetoxletilo (AAEM) para revestimientos decorativos y protectores, que contiene el 8-35% de un material autooxldable (por ejemplo de una resina alquídica) mediante mezclado en frío o mediante adición durante la

formulación.

El documento EP 874 875 da a conocer una composición de aglutinante híbrido a base de agua así como su uso como componente en una mezcla de barniz o de pintura, teniendo la composición de aglutinante híbrido un porcentaje de contenido seco del 60 al 95 % en peso.

El documento DE 313 2937 da a conocer un procedimiento para la producción de preparaciones de resina dllulbles en agua a base de resinas alquídlcas y/o pollacrllatos, produciéndose en una primera etapa la dispersión de resina alquídica diluible en agua y a continuación se pollmerlza la dispersión de resina alquídica así obtenida en una segunda etapa de procedimiento con derivados de ácido acrilico o de ácido metacrílico.

En el documento US 6.333.378 se dan a conocer sistemas híbridos de resina alquídica a base de agua, que se producen por medio de una polimerización de una mlnlemulslón previamente sometida a cizalladura y de al menos un monómero de acrilato con una funcionalidad oxldatlva de manera latente.

El documento W02008/152078 da a conocer aglutinantes híbridos de resina alquídica-acrilato acuosos pobres en VOC, que se producen mediante un procedimiento de alimentación paralelo y de esta manera llevan a aglutinantes con altos contenidos en monómero residual de acrilato.

Estas composiciones del estado de la técnica tienen por un lado la desventaja de que no corresponden a los requisitos deseados con respecto al brillo y/o lisuras superficiales, presentan un alto porcentaje de resinas alquídicas así como altos contenidos en monómero residual.

El objetivo de la Invención consistía por lo tanto en el desarrollo de un procedimiento para la producción de aglutinantes híbridos de resina alquídica-acrilato a base de agua, así como su uso para agentes de pintar, en particular para barnices de alto brillo y su formulación, que se caracterizan por un brillo muy alto y bajo brillo con, al mismo tiempo, alta capacidad de cubrición y bajo contenido en monómero residual.

De acuerdo con la Invención, el objetivo se alcanzó mediante un procedimiento para la producción de una dispersión polimèrica acuosa (DP) mediante polimerización en emulsión por radicales de

(a) al menos un monómero a,p-et¡lén¡camente ¡nsaturado (M)

(b) así como dado el caso por lo menos un monómero adicional (M1 ) para dar un polímero (P)

(c) dado el caso desodorlzaclón química posterior y

(d) adición de al menos una resina alquídica soluble en agua con un peso molecular promedio en peso entre 5000 y 40.000 Da o de al menos una emulsión acuosa de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica, caracterizado por que la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano- resina alquídica tiene lugar o bien a continuación de la polimerización de M y M1, con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h o a continuación de la desodorización química con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h, ascendiendo la temperatura durante la adición a de 60 a 99 °C, preferentemente de 70 a 95 °C y en particular de 80 a 90 °C.

Un objeto adicional de la invención son agentes de revestimiento en forma de una composición acuosa, que contiene:

por lo menos una dispersión tal como se define a continuación, - dado el caso por lo menos una carga inorgánica y/o pigmento inorgánico, agente auxiliar habitual, y agua hasta el 100% en peso.

Un objeto adicional de la invención es un procedimiento para aumentar el brillo de un revestimiento a base de una dispersión polimèrica acuosa (DP), que puede obtenerse mediante polimerización en emulsión por radicales de por lo menos un monómero a,p-etilénicamente insaturado (M), mediante reacción con por lo menos una resina alquídlca soluble en agua o una emulsión acuosa de resina alquídica o poliuretano-resina alquídica a continuación de la polimerización de M y M1 o a continuación del tratamiento posterior químico siguiente a la polimerización de acrilato por radicales acuosa (desodorización), tal como se definió anteriormente.

La adición de la resina alquídica soluble en agua o de la emulsión acuosa de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídlca para dar la dispersión polimèrica (DP) tiene lugar preferentemente después de la polimerización en emulsión para la producción del polímero (P). La adición de la resina alquídica soluble en agua o de la emulsión acuosa de resina alquídlca o de poliuretano-resina alquídlca para dar la dispersión polimèrica (DP) puede tener lugar a continuación de la polimerización, es decir directamente después de la finalización de la adición de Iniciador. Preferentemente la adición tiene lugar después de la finalización de la polimerización y del tiempo de agitación posterior definido tal como anteriormente. De manera especialmente preferente la adición tiene lugar después de la desodorización química. De manera muy especialmente preferente la adición tiene lugar después de la desodorización química Inclusive el tiempo de agitación posterior previamente. El tiempo de agitación posterior asciende a de 0 a 2 h, preferentemente menos de 1 h, de manera especialmente preferente 30 min.

Un objeto adicional de la Invención es el uso de una dispersión polimèrica acuosa (DP), que contiene una resina alquídica soluble en agua o una emulsión acuosa de resina alquídlca o de poliuretano-resina alquídlca tal como se definió anteriormente, como componente en barnices claros y en pinturas de alto brillo.

La determinación del brillo del agente de pintar puede tener lugar de acuerdo con la norma DIN 67530. Para ello se aplica el agente de pintar con 240 pm de anchura del Intersticio sobre una placa de vidrio y se seca durante 72 horas a temperatura ambiente. La probeta se usan en un reflectómetro calibrado, y con el ángulo de incidencia definido se establece en qué medida se ha reflejado o dispersado la luz reflejada. El valor del reflectómetro determinado es una medida para el brillo (cuanto mayor es el valor, mayor es el brillo).

La dispersión polimèrica (DP) usada de acuerdo con la invención contiene preferentemente el 5-60 % en peso (sólido), de manera especialmente preferente el 10-50 % en peso (sólido), con respecto al peso total del aglutinante híbrido, por lo menos de una resina alquídica soluble en agua o de una emulsión acuosa de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica.

El uso de acuerdo con la invención de las resinas alquídicas solubles en agua o de las emulsiones acuosas de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica a continuación de la polimerización en emulsión o a continuación de la desodorización química conlleva la siguiente ventaja:

- aumento del brillo de agentes de revestimiento (agentes de pintar), en especial de pinturas brillantes a base de dispersiones... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de una dispersión polimèrica acuosa (DP) mediante polimerización en emulsión por radicales de

(a) al menos un monómero a,p-etilénlcamente insaturado (M)

(b) así corno dado el caso por lo menos un monómero adicional (M1 ) para dar un polímero (P)

(c) dado el caso desodorización química posterior y

(d) adición de al menos una resina alquídica soluble en agua con un peso molecular promedio en peso entre 5000 y 40.000 Da o de al menos una emulsión acuosa de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica, caracterizado porque la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica tiene lugar o bien a continuación de la polimerización de M y M1, con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h o a continuación de la desodorización química con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h, ascendiendo la temperatura durante la adición a de 60 a 99 °C.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica tiene lugar a continuación de la polimerización de M y M1, con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica tiene lugar a continuación de la desodorización química con un tiempo de agitación posterior de 0-2 h.

4. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la temperatura durante la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica asciende a de 70 a 95 °C.

5. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la temperatura durante la adición de la resina alquídica o de la emulsión de resina alquídica o de poliuretano-resina alquídica asciende a de 80 a 90 °C.

6. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como alquida se usan una emulsión acuosa de alquida o de poliuretano-alquida.

7. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los monómeros principales M1 se seleccionan de combinaciones del grupo

acrilato de n-butilo, metacrllato de metilo; acrilato de n-butilo, metacrllato de metilo, estlreno; acrilato de n-butllo, estlreno, (met)acrllato de butilo; acrilato de n-butllo, acrilato de etilhexllo, estlreno; acrilato de n-butllo, estlreno o

acrilato de n-butllo, (met)acrllato de n-butllo, metacrllato de metilo.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque como monómeros M2 usados en combinación con los monómeros M1 de acuerdo con la reivindicación 6 son ácido acrilico, ácido metacríllco, acrilamlda, metacrllamlda, AAEM, UMA o B¡somer<& o mezclas de los mismos.

9. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la resina alquídica acuosa presenta un índice de acidez de 20-80 mg de KOH/g y un peso molecular promedio en peso de > 5000 y < 40000 Da y un contenido en aceite del 25-55 %.

10. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la emulsión acuosa de resina alquídica presenta un índice de acidez de 20-60 mg de KOH/g y un contenido en aceite del 25-55 %.

11. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la dispersión polimèrica acuosa (DP) contiene hasta el 20 % en peso, por lo menos de un emulsionante, con respecto al peso total de los monómeros usados para la polimerización en emulsión.

12. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la temperatura de transición vitrea Tg de la parte de acrilato de la dispersión polimèrica de acrllato-alqulda (DP) es menor que 50 °C pero mayor que 20 °C.

13. Uso de una dispersión polimèrica acuosa (DP) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 como aglutinante en agentes de pintura.

14. Uso de una dispersión polimèrica acuosa (DP) de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque en el caso del agente de pintar se trata de un barniz claro o una pintura de dispersión.

15. Uso de una dispersión polimèrica acuosa (DP) de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque en el caso del agente de pintura se trata de un barniz claro de alto brillo o una pintura de dispersión de alto brillo.

16. Agente de revestimiento en forma de una composición acuosa, que contiene:

- por lo menos una dispersión polimèrica (DP), de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12,

5 - dado el caso por lo menos una carga inorgánica y/o por lo menos un pigmento inorgánico,

- dado el caso por lo menos un agente auxiliar habitual y

- agua.

17. Pintura de dispersión que contiene

a) del 3 al 90 % en peso, de dispersión polimèrica finamente dividida (DP), de acuerdo con una de las

10 reivindicaciones 1 a 12,

b) del 0 al 85 % en peso, de por lo menos un pigmento inorgánico,

c) del 0 al 85 % en peso, de cargas inorgánicas y

d) del 0,1 al 40 % en peso, de agentes auxiliares habituales, y agua hasta el 100 % en peso.

15 18. Pintura de dispersión de acuerdo con la reivindicación 17, caracteriza porque la concentración en volumen de

pigmento se encuentra en el intervalo del 12 al 30 %.

19. Procedimiento para aumentar el brillo de un revestimiento a base de una dispersión polimèrica acuosa (DP) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12.


 

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