Polímeros en emulsión acuosa, su preparación y uso.

Pintura que contiene

(i) del 20 al 80 % en peso de un polímero en emulsión acuosa que contiene

(A) monómeros A,

que se seleccionan del grupo ésteres de ácidos mono- y dicarboxílicos α,β-etilénicamente insaturados con alcanoles C1-C20, compuestos aromáticos de vinilo, ésteres de alcohol vinílico con ácidos monocarboxílicos C1-C30, nitrilos etilénicamente insaturados, halogenuros de vinilo, halogenuros de vinilideno, ácidos carboxílicos y sulfónicos monoetilénicamente insaturados, monómeros que contienen fósforo, ésteres de ácidos mono- y dicarboxílicos α,β-etilénicamente insaturados con alcanodioles C2-C30, amidas de ácidos mono- y dicarboxílicos α,β-etilénicamente insaturados con aminoalcoholes C2-C30, que presentan un grupo amino primario o secundario, amidas primarias de ácidos monocarboxílicos α,β-etilénicamente insaturados y sus derivados de N-alquilo y N,N-dialquilo, N-vinil-lactamas, compuestos de N-vinilamida de cadena abierta, ésteres de alcohol alílico con ácidos monocarboxílicos C1-C30, ésteres de ácidos mono- y dicarboxílicos α,β- etilénicamente insaturados con aminoalcoholes, amidas de ácidos mono- y dicarboxílicos α,β-etilénicamente insaturados con diaminas, que presentan al menos un grupo amino primario o secundario, N,N-dialilaminas, N,N-dialil-N-alquilaminas, heterociclos de nitrógeno vinil- y alilsustiutidos, vinil éteres, monoolefinas C2-C8, hidrocarburos no aromáticos con al menos dos dobles enlaces conjugados, polieter(met)acrilatos, monómeros que presentan grupos urea y/o mezclas de los mismos,

(B) del 0,1 al 30 % en peso de al menos un (met)acrilato con grupos laterales olefínicamente insaturados (monómeros B) así como

(C) del 0,01 al 5 % en peso de al menos un fotoiniciador

ii. del 5 al 30 % en peso, de una o varias cargas inorgánicas,

iii. del 0 al 5 % en peso de uno o varios espesantes,

iv. del 0 al 30 % en peso de uno o varios pigmentos y

v. del 0 al 20 % en peso de sustancias auxiliares adicionales respectivas, tal como por ejemplo biocidas, agentes de dispersión, agentes auxiliares filmógenos y antiespumantes,

vi. agua,

ascendiendo la suma de los componentes i. a vi. al 100 %.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/064938.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

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

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F265/02 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 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. › sobre polímeros de ácidos, sales o anhídridos.
  • C08K5/132 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 5/00 Utilización de ingredientes orgánicos. › Fenoles que contienen grupos ceto.
  • C09D133/06 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). › C09D 133/00 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 uno al menos terminado por un solo radical carboxilo, o sus sales, anhídridos, ésteres, amidas, imidas o nitrilos; Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros. › oésteres que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, formando parte únicamente el átomo de oxígeno del radical carboxilo.
  • C09D151/00 C09D […] › Composiciones de revestimiento a base de polímeros injertados en los que el injerto es obtenido por reacciones en las que únicamente intervienen enlaces insaturados carbono-carbono (a base de polímeros ABS C09D 155/02 ); Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros.
  • C09D4/00 C09D […] › Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, a base de compuestos no macromoleculares orgánicos con al menos un enlace carbono-carbono insaturado polimerizable.
  • C09D5/02 C09D […] › C09D 5/00 Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes. › Pinturas en emulsión.

PDF original: ES-2546554_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Polímeros en emulsión acuosa, su preparación y uso Objeto de la presente invención son agentes de recubrimiento que contienen polímeros en emulsión acuosa que contienen

(A) monómeros A

(B) al menos un (met) acrilato con grupos laterales olefínicamente insaturados (monómeros B) así como

(C) al menos un fotoiniciador así como cargas inorgánicas.

Es así mismo objeto de la presente invención y el uso de las pinturas de acuerdo con la invención, en particular en pinturas de fachadas. Las pinturas, pueden estar a este respecto tanto libres de disolventes orgánicos, como contener disolventes orgánicos. Una forma de realización adicional de la invención son agentes de recubrimiento, que contienen dispersiones de polímero de acuerdo con la invención con temperaturas de transición vítrea < 0°C como aglutinante para recubrimientos elásticos, que cubren fisuras. Los recubrimientos a base de las pinturas descritas anteriormente se caracterizan por una resistencia a la suciedad mejorada.

Los recubrimientos en la zona exterior, por ejemplo en fachadas están expuestas al viento y al agua y, con el transcurso del tiempo, reciben partículas de suciedad del entorno. Los recubrimientos ensuciados de este modo pueden aún de todas formas proteger el sustrato, ya sea revoque o mampostería frente a las influencias de la intemperie. Sin embargo las pinturas de fachada se renuevan porque se han vuelto de color gris y de mal aspecto por la suciedad. Esto lleva a costes elevados para la conservación.

Si un recubrimiento en la zona exterior se ensucia rápida o lentamente depende de una pluralidad de factores, por un lado de contaminación del aire, las condiciones climáticas, etc., por otro lado de la rugosidad de los recubrimientos y de la interacción entre partículas de suciedad y superficie de recubrimiento. Un parámetro importante es a este respecto la dureza del polímero aglutinante. Los aglutinantes, que secan dando como resultado películas demasiado blandas o incluso pegajosas, se ensucian más rápidamente que aquellas con superficie dura. El problema del ensuciamiento se plantea por lo tanto especialmente en el caso de agentes de recubrimiento que contienen polímeros aglutinantes blandos, que son por ejemplo agentes de recubrimiento libres de disolvente, cuyos aglutinantes funden a temperaturas de procesamiento hasta ligeramente por encima de 0°C también formando una película, y agentes de recubrimiento para recubrimientos elásticos. Los recubrimientos elásticos se caracterizan por una gran cantidad de elasticidad. Éstos se usan para que los recubrimientos elásticos, también a bajas temperaturas (-10°C) tengan una capacidad de cubrición de fisuras suficiente. Normalmente la temperatura de transición vítrea del polímero se ajusta a través de la composición de monómero a temperaturas por debajo de -10°C. Los polímeros con baja temperatura de transición vítrea tienen una tendencia intensificada al ensuciamiento. Esto puede impedirse mediante sistemas de reticulación que hacen al polímero más elástico y opcionalmente más duro (se aumenta la temperatura de transición vítrea) . Es estado de la técnica por ejemplo una reticulación por sal metálica o reticulación UV. La adición posterior de iones calcio lleva a una reticulación, tal como se describe por B.G. Bufkin y J.R. Grawe en J. Coatings Tech., 1978 50 (644) , 83. Una desventaja podría ser una sensibilidad al agua elevada. La reticulación UV y/o reticulación con la luz del sol se consigue mediante adición de benzofenona y/o sus derivados, tal como se describe en los documentos US 3.320.198, EP 100 00, EP 522 789, EP 1 147 139. El documento EP 1 845 142 describe la adición de un fotoiniciador a dispersiones que contienen AAEM.

Otras posibilidades para obtener una alta elasticidad y una buena permeabilidad al vapor de agua es el uso de siliconas, tal como se describen por ejemplo en el documento US 5.066.520. El uso de fluoroacrilatos lleva a recubrimientos muy hidrófobos, que pueden así mismo rechazar la suciedad (documento EP 890 621) .

Era objetivo de la presente invención el desarrollo de una pintura que contiene una dispersión acuosa que es adecuada, en particular, para agentes de recubrimiento elásticos y en el recubrimiento se garantiza una elasticidad y resistencia al agua suficientes con, al mismo tiempo, elevada resistencia a la suciedad y permeabilidad al vapor de agua.

Sorprendentemente, las pinturas que contienen polímeros en emulsión acuosa que contienen

(A) monómeros A

(B) al menos un (met) acrilato con grupos laterales olefínicamente insaturados (monómeros B) así como

(C) al menos un fotoiniciador (componente C) , así como cargas inorgánicas

se caracterizan por una alta resistencia a la suciedad, sin influir esencialmente en conjunto a la extensión de película.

Si no se indican otros datos, entonces en el contexto de la presente invención son válidas las siguientes definiciones generales:

alquilo C1-C4 representa un resto alquilo lineal o ramificado con 1 a 4 átomos de carbono. Éstos son metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo y terc-butilo.

alquilo C1-C18 representa un resto alquilo lineal o ramificado con 1 a 12 átomos de carbono. Ejemplos de ello son metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, terc-butilo, pentilo, neopentilo, hexilo, heptilo, octilo, 2-etilhexilo, nonilo, decilo, 2-propilheptilo, 4-metil-2-propilhexilo, undecilo, dodecilo y sus isómeros constitucionales.

Alquilaril C1-C18-representa alquilo C1-C18, que es tal como se definió anteriormente, estando sustituido un átomo de hidrógeno por un grupo arilo. Ejemplos son bencilo, fenetilo y similares.

Por un grupo amino primario se entiende un resto -NH2.

Las exposiciones realizadas a continuación con respecto a configuraciones preferidas del procedimiento de acuerdo con la invención, en particular con respecto a los monómeros usados de acuerdo con la invención y componentes de reacción adicionales y con respecto a los polímeros que pueden obtenerse con el procedimiento así como con respecto a su uso son válidas tanto individualmente como en particular en cualquier combinación concebible.

Los polímeros en emulsión acuosa son comunes para el experto y se producen por ejemplo en forma de una dispersión acuosa de polímero mediante polimerización en emulsión acuosa iniciada por radicales de monómeros etilénicamente insaturados. Este procedimiento se ha descrito previamente y es por lo tanto suficientemente conocido por el experto [véase por ejemplo Enciclopedia of Polymer Science and Engineering, volumen 8, páginas 659 a 677, John Wiley & Sons, Inc., 1987; D.C. Blackley, Emulsion Polymerisation, páginas 155 a 465, Applied Science Publishers, Ltd., Essex, 1975; D.C. Blackley, Polymer Latices, 2ª Edición, volumen 1, páginas 33 a 415, Chapman & Hall, 1997; H. Warson, The Applications of Synthetic Resin Emulsions, páginas 49 a 244, Ernest Benn, Ltd., Londres, 1972; J. Piirma, Emulsion Polymerisation, páginas 1 a 287, Academic Press, 1982; F. Hölscher, Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, páginas 1 a 160, Springer-Verlag, Berlín, 1969 y el documento de patente DE-A 40 03 422]. La polimerización en emulsión acuosa iniciada por radicales tiene lugar habitualmente de tal manera que se distribuyen los monómeros etilénicamente insaturados, por regla general con el uso conjunto de agentes auxiliares de dispersión, tal como emulsionantes y/o coloides protectores, en medio acuoso de manera dispersada y se polimerizan por medio de al menos un iniciador de polimerización por radicales soluble en agua. Con frecuencia, en el caso de las dispersiones acuosas de polímero obtenidas se reducen los contenidos residuales en monómeros etilénicamente insaturados sin reaccionar mediante procedimientos químicos y/o físicos así mismo conocidos por el experto [véanse por ejemplo los documentos EP-A 771328, DE-A 19624299, DE-A 19621027, DE-A 19741184, DE-A 19741187, DE-A 19805122, DE-A 19828183, DE-A 19839199, DE-A 19840586 y 19847115], se ajusta el contenido en sólido de polímero mediante dilución o concentración a un valor deseado o se añaden a la dispersión acuosa de polímero aditivos habituales adicionales, tal como por ejemplo aditivos bactericidas, modificadores de la espuma o de la viscosidad.

Además de estas denominadas dispersiones acuosas de polímero primarias, el experto conoce también las denominadas dispersiones acuosas de polímero secundarias. Entre estos se entienden aquellas dispersiones acuosas de polímero en cuya preparación se genera el polímero además del medio acuoso de dispersión, por ejemplo se encuentran en disolución de un disolvente no acuoso... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Pintura que contiene (i) del 20 al 80 % en peso de un polímero en emulsión acuosa que contiene

(A) monómeros A, que se seleccionan del grupo ésteres de ácidos mono-y dicarboxílicos , -etilénicamente insaturados con alcanoles C1-C20, compuestos aromáticos de vinilo, ésteres de alcohol vinílico con ácidos monocarboxílicos C1-C30, nitrilos etilénicamente insaturados, halogenuros de vinilo, halogenuros de vinilideno, ácidos carboxílicos y sulfónicos monoetilénicamente insaturados, monómeros que contienen fósforo, ésteres de ácidos mono-y dicarboxílicos , -etilénicamente insaturados con alcanodioles C2-C30, amidas de ácidos mono-y dicarboxílicos , -etilénicamente insaturados con aminoalcoholes C2-C30, que presentan un grupo amino primario o secundario, amidas primarias de ácidos monocarboxílicos , -etilénicamente insaturados y sus derivados de N-alquilo y N, N-dialquilo, N-vinil-lactamas, compuestos de N-vinilamida de cadena abierta, ésteres de alcohol alílico con ácidos monocarboxílicos C1-C30, ésteres de ácidos mono-y dicarboxílicos , etilénicamente insaturados con aminoalcoholes, amidas de ácidos mono-y dicarboxílicos , -etilénicamente insaturados con diaminas, que presentan al menos un grupo amino primario o secundario, N, N-dialilaminas, N, N-dialil-N-alquilaminas, heterociclos de nitrógeno vinil-y alilsustiutidos, vinil éteres, monoolefinas C2-C8, hidrocarburos no aromáticos con al menos dos dobles enlaces conjugados, polieter (met) acrilatos, monómeros que presentan grupos urea y/o mezclas de los mismos,

(B) del 0, 1 al 30 % en peso de al menos un (met) acrilato con grupos laterales olefínicamente insaturados (monómeros B) así como

(C) del 0, 01 al 5 % en peso de al menos un fotoiniciador

ii. del 5 al 30 % en peso, de una o varias cargas inorgánicas, iii. del 0 al 5 % en peso de uno o varios espesantes,

iv. del 0 al 30 % en peso de uno o varios pigmentos y

v. del 0 al 20 % en peso de sustancias auxiliares adicionales respectivas, tal como por ejemplo biocidas, agentes de dispersión, agentes auxiliares filmógenos y antiespumantes,

vi. agua, ascendiendo la suma de los componentes i. a vi. al 100 %.

2. Pintura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de transición vítrea asciende a 60 °C.

3. Pintura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de transición vítrea asciende a -50°C y 30 °C.

4. Pintura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de transición vítrea asciende a -50°C y 10 °C.

5. Pintura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de transición vítrea asciende a -40C y 0 °C.

6. Pintura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los monómeros B presentan un índice de yodo en el intervalo de 50 a 300 g de yodo/100 g de monómero.

7. Pintura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los monómeros B se seleccionan del grupo de amida del ácido metacriloiloxi-2-etil-oleico, amida del ácido metacriloiloxi-2-etil-linoleico y/o amida del ácido metacriloiloxi-2-etil-linolénico, así como éster de ácido metacriloiloxi-2-hidroxipropil-linoleico y éster de ácido metacriloiloxi-2-hidroxipropil-oleico o mezclas de los mismos.

8. Pintura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 como aglutinante en agentes de recubrimiento, caracterizado porque la pintura está libre de disolventes orgánicos.

9. Pintura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la pintura se usa para recubrimientos elásticos.

10. Pintura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la pintura se usa para pinturas de fachadas.

 

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