ES2283807T3

ES2283807T3 - Composicion de resina al agua de secado al aire.

Info

Publication number: ES2283807T3
Application number: ES03751706T
Authority: ES
Inventors: Bo Haggman; Hakan Bjornberg; Birger Midelf; David B. James
Original assignee: Perstorp Specialty Chemicals AB
Current assignee: Perstorp Specialty Chemicals AB
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: CA2502662A1; ZA200503027B; KR100996170B1; MXPA05004298A; DE60312880T2; US20060052510A1; DE60312880D1; NZ539471A; DK1554349T3; EP1554349A1; KR20050072116A; WO2004037928A1; SE0203156L; BR0315525B1; CN1708558A; AU2003269776A1; US7186771B2; ATE358164T1; BR0315525A; SE524568C2

Abstract

Una composición de resina al agua de secado al aire que comprende al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico, al menos una resina de secado al aire no anfifílica, al menos un secador que inicia y/o promueve la autooxidación, agua y opcionalmente al menos un tensioactivo aniónico y/o no iónico, y/o al menos un agente coalescente, caracterizada porque dicho al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico está compuesto a partir de un polímero de núcleo dendrítico polihídrico que tiene al menos 4 grupos hidroxilo terminales y, de acuerdo con ello, una funcionalidad (f) hidroxilo de al menos 4, tal como 8, 16 ó 32, y al menos un ácido carboxílico insaturado unido al menos a uno y como mucho a f-1 de dicho grupo hidroxilo terminal y al menos un aducto, obtenible mediante adición de al menos un polietileno glicol monoalquilado a al menos un ácido dicarboxílico o al menos un anhídrido correspondiente y/o al menos un diisocianato, unido al menos a uno y como mucho a f-1 de dicho grupo hidroxiloterminal, y porque dicha al menos una resina de secado al aire no anfifílica es un alquido de secado al aire de aceite de cadena corta, media o larga.

Description

Composición de resina al agua de secado al aire.

La presente invención se refiere a una composición de resina al agua, tal como una emulsión, dispersión o solución de resina, que comprende al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico y al menos una resina de secado al aire no anfifílica, tal como un alquido de aceite de cadena corta, media o larga. En aspectos adicionales, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de dicha composición de resina y al uso de dicho polímero dendrítico anfifílico como resina dispersante.

Un recubrimiento o resina al agua es una que se diluye con agua antes de su uso. Incluso considerando que el volátil dominante es agua, la mayoría de los recubrimientos al agua contienen algo de disolvente. Los recubrimientos de látex dominan el mercado de la construcción, tanto interior como exterior, con recubrimientos mates, semi-brillantes y brillantes. Los sistemas al agua se usan igualmente en recubrimientos de mantenimiento industrial basados el sistemas de resinas dispersables o solubles en agua. Una clase adicional incluye alquidos y poliésteres al agua. Aunque ya no es la clase principal de resinas usada en recubrimientos, los alquidos son aún muy importantes y se fabrica una amplia gama de tipos de alquidos. Mientras que algunos de los alquidos no secantes se usan como plastificantes en lacas o reticulados con resinas de melamina-formaldehído en esmaltes de secado al horno, la mayoría son alquidos de secado autooxidativo para uso en recubrimientos para aplicaciones de secado al aire ambiente y secado forzado. Las ventajas principales de los alquidos son el bajo coste y las características de aplicación relativamente a prueba de imprudencias.

Las resinas de poliéster y alquídicas al agua tienen, típicamente, grupos hidroxilo y carboxilo terminales y un índice de ácido de 40-60 mg de KOH/g. Con el fin de hacer reproducible una resina de este tipo con un riesgo mínimo de gelación, la reactividad de los diferentes grupos carboxilo debe variar significativamente. El uso de anhídrido trimelítico, cerca del final de la reacción a una temperatura más baja aprovecha la mayor reactividad del grupo anhídrido. Otro procedimiento usa, por ejemplo, ácido dimetilolpropiónico, como parte del diol en la obtención de un poliéster. El ácido carboxílico altamente impedido se esterifica más lentamente que los grupos carboxilo procedentes, por ejemplo, de ácidos isoftálicos y adípicos. Después de llevar cabo la reacción hasta el índice de ácido apropiado, el alquido o poliéster se disuelve, por ejemplo, en un glicol éter. Para neutralizar los grupos ácidos se usa una amina o amoníaco, el pigmento se dispersa en la solución de resina, se agregan aditivos tales como tensioactivos y secadores, y el recubrimiento se reduce hasta viscosidad de aplicación con agua. La resina en el recubrimiento diluido no está en solución sino que forma agregados hinchados con disolvente y agua. La vida de almacenamiento de dichos sistemas está limitada por su relativamente fácil hidrólisis. Frecuentemente, se logra una estabilidad al almacenamiento mejorada mediante la adición de grandes cantidades de tensioactivos, los cuales, sin embargo, incrementan la sensibilidad a la humedad de los recubrimientos secos.

Los alquidos al agua tal como se ha expuesto anteriormente, proporcionan características de secado comparables a los alquidos a base de disolventes convencionales y tradicionales. Sin embargo, no son muy ampliamente usados dado que las propiedades de la película tienden a ser más pobres que las de los alquidos a base de disolvente, especialmente en sistemas de secado al aire. Típicamente, los alquidos al agua, tal como se ha expuesto anteriormente, tienen índices de ácido alto y son neutralizados con el fin de ser diluibles en agua, en tanto que los alquidos convencionales tienen índices de ácido bajos que no proporcionan diluibilidad en agua si están o cuando son neutralizados. La formación de película tiene lugar por la evaporación de los volátiles seguido de reticulación mediante reacciones autooxidativas ambientes o reacciones a temperaturas elevadas. Lo disolventes se usan, por ejemplo, como coalescentes, es decir, para promover la formación de la película y mejorar la calidad de la película. La humedad relativa puede tener un impacto significativo sobe el comportamiento al secado y la calidad de la película. Las formulaciones al agua que se comportan bien cuando se aplican bajo condiciones secas pueden ser deficientes bajo condiciones de alta humedad. La velocidad de evaporación de agua es mucho más lenta a alta humedad, pero la evaporación de disolvente continúa. Esto da lugar al agotamiento del disolvente durante las fases críticas de la formación de la película y el consiguiente pobre desarrollo de la película. La lenta pérdida de amina o amoníaco, usados para neutralizar el alto índice de ácido, conduce a una alta sensibilidad a corto plazo por el agua. Incluso en las películas completamente secas, la presencia de grupos carboxilo sin reaccionar conduce a películas que tienen comparativamente pobre resistencia al agua lo que limita su utilidad. Los alquidos al agua y a base de disolvente se encuentran ampliamente descritos y expuestos en Surface Coatings Technology, vol. VI, Waterborne and Solvent Based Alkyds and their End User Applications, por N. Tuck, John Wiley and Sons 2000© SITA Techno-logy Ltd.

El látex y los polímeros solubles en agua secan mediante mecanismos diferentes a las resinas alquidicas. Un látex está compuesto de partículas polímeras dispersas en agua, produciéndose la formación de película cuando las partículas coalescen para establecer una película continua. Las partículas deben tener una temperatura de transición vítrea (Tg) suficientemente baja como para fluir y adherirse unas con otras a la temperatura de aplicación. Los coalescentes actúan como plastificantes temporales durante el proceso de formación de la película, promoviendo la reducción de la Tg y el flujo y, a continuación, evaporándose después que se ha producido la formación de la película. Los coalescentes los más comunes son glicol éteres y ésteres de glicol éter de lenta evaporación. Los glicoles tales como el etileno glicol o propileno glicol se agregan comúnmente para estabilidad al almacenamiento y resistencia a la congelación.

La presente invención describe una nueva composición de resina al agua, tal como una emulsión, dispersión o solución de resina de secado al aire, que comprende un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico como resina dispersante para una resina alquídica de secado al aire no anfifílica, tal como un alquido convencional normalmente usado en sistemas a base de disolvente, mediante la cual las desventajas, descritas anteriormente, con los alquidos al agua son eliminadas o substancialmente reducidas.

La composición de resina al agua de la presente invención comprende al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico, al menos una resina de secado al aire no anfifílica, al menos un secador que inicia y/o promueve la autooxidación, y agua. Adicionalmente, dicha composición de resina puede comprender como componentes opcionales al menos un tensioactivo aniónico y/o no iónico, y/o al menos un agente coalescente.

El polímero dendrítico de secado al aire anfifílico es no iónico y auto-emulsificante y está compuesto a partir de un polímero de núcleo dendrítico, que tiene grupos hidroxilo terminales, extendiéndose la cadena mediante una combinación de cadenas hidrófobas que comprenden un ácido carboxílico insaturado que proporciona las propiedades de secado al aire y cadenas de polietileno glicol hidrófilas. El polímero dendrítico anfifílico está presente en la composición de resina usada como una resina dispersante de secado y un estabilizador para la emulsificación de, por ejemplo, resinas alquídicas convencionales típicamente usadas en sistemas a base de disolventes.

El polímero dendrítico de secado al aire anfifílico es no iónico y auto-emulsificante y está compuesto a partir de un polímero de núcleo dendrítico polihídrico que tiene al menos 4 grupos hidroxilo terminales y, de acuerdo con ello, una funcionalidad (f) hidroxilo de al menos 4, tal como 8, 16, 32 ó 64, al menos un ácido carboxílico unido al menos a uno y como mucho a f-1 de dichos grupos hidroxilo terminales y al menos un aducto, obtenible mediante adición de un polietileno glicol monoalquilado a un anhídrido de un ácido dicarboxílico, un ácido dicarboxílico o un diisocianato, igualmente unido al menos a uno y como mucho a f-1 de dichos grupos hidroxilo terminales.

El polímero de núcleo dendrítico de dicho polímero dendrítico anfifílico es en diversas realizaciones un polímero dendrítico polihídrico tal como se describe, por ejemplo, en las Patentes WO 93/17060, WO 93/18079, WO 96/07688, WO 96/12754, WO 99/00439, WO /00440, WO 00/56802 y WO 02/40572. Dicho polímero de núcleo dendrítico polihídrico es en dichas realizaciones lo más preferiblemente obtenible mediante adición de al menos un ácido monocarboxílico di, tri o polihídrico a una molécula de núcleo di, tri o polihídrica en una relación molar que proporcione un polímero dendrítico polihídrico que comprenda una molécula de núcleo y al menos una generación de ramificación unida a dicha molécula de núcleo di, tri o polihídrica o sea obtenible mediante la adición por apertura de anillos de al menos un oxoetano de un compuesto di, tri o polihídrico a una molécula de núcleo di, tri o polihídrica en una relación molar que proporcione un polímero dendrítico polihídrico que comprenda una molécula de núcleo y al menos una generación de ramificación unida a dicha molécula de núcleo di, tri o polihídrica.

Dicha molécula de núcleo di, tri o polihídrica es lo más preferiblemente un 1,\omega-diol, un 5,5-(di(hidroxialquil)-1,3-dioxano, un 2-alquil-1,3-propanodiol, un 2,2-dialquil-1,3-propanodiol, un 2-hidroxi-1,3-propanodiol, un 2-hidroxi-2-alquil-1,3-propanodiol, un 2-hidroxialquil-2-alquil-1,3-propanodiol, un 2,2-di(hidroxialquil)-1,3-propanodiol, un dímero, trímero o polímero de uno de dicho alcohol di tri o polihídrico, o un producto de reacción entre al menos un óxido de alquileno y uno de dicho alcohol di, tri o polihídrico o uno de dicho dímero, trímero o polímero.

Dicho ácido monocarboxílico di, tri o polihídrico es lo más preferiblemente ácido 2,2-dimetilolpropiónico, ácido \alpha,\alpha-bis(hidroximetil)butírico, ácido \alpha,\alpha,\alpha-tris-(hidroximetil)acético, ácido \alpha,\alpha-bis(hidroximetil)valérico, ácido \alpha,\alpha-bis(hidroxime-til)propiónico, ácido \alpha,\beta-dihidroxipropiónico y/o ácido 3,5-dihidroxibenzoico.

Dicho oxetano es lo más preferiblemente un 3-alquil-3-(hidroxialquil)-oxetano, un 3,3-di(hidroxialquil)oxetano, un 3-alquil-3-(hidroxialcoxi)oxetano, un 3-alquil-3-(hidroxialcoxialquil)oxetano, o un dímero, trímero o polímero de un 3-alquil-3-(hidroxialquil)oxetano, un 3,3-di(hidroxialquil)oxetano, un 3-alquil-3-(hidro-xialcoxi)oxetano o un 3-alquil-3-(hidroxialcoxialquil)oxetano.

Dicho ácido carboxílico insaturado, agregado mediante reacción a dicho polímero de núcleo dendrítico polihídrico, es en diversas realizaciones del polímero dendrítico anfifílico un ácido graso lineal o ramificado alifático que tiene, por ejemplo, 8-24 átomos de carbono en su cadena de carbono principal, tal como ácido graso de sebo, ácido graso de soja, ácido graso de cártamo, ácido graso de girasol, ácido graso de semilla de algodón, ácido graso de ricino, ácido oleico, ácido linoleico y/o ácido linolénico. Otros ácidos carboxílicos insaturados adecuados se encuentran entre ácidos vinílicos, tales como ácido acrílico, acido metacrílico y/o crotónico usados, por ejemplo, en combinación con uno o más de dichos ácidos grasos.

Dicho aducto, agregado mediante reacción a dicho polímero dendrítico polihídrico está, preferiblemente y de manera ventajosa, compuesto a partir de al menos un polietileno glicol monoalquilado que tiene un peso molecular de al menos 500, tal como 500-2500 ó 700-1500, y al menos un ácido dicarboxílico alifático, cicloalifático o aromático, lineal o ramificado, o el anhídrido correspondiente, tal como ácido adípico, ácido azeláico, ácido fumárico, anhídrido maléico, ácido o anhídrido ftálico, ácido isoftálico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, ácido o anhídrido succínico, y/o ácido sebácico. Dicho polietileno glicol monoalquilado es lo más preferiblemente un polietileno glicol monometilado.

Dicha al menos una resina alquídica no anfifílica incluida en la composición de resina de la presente invención, es un alquido de secado al aire de aceite de cadena corta, media y/o larga, tal como una resina alquídica convencional típicamente usada en composiciones de resinas a base de disolventes.

La relación en peso preferida de polímero dendrítico anfifílico a resina no anfifílica está entre 1:99 y 99:1, tal como 50:50, 10:90, 20:80, 70:30, 90:10, 80:20 ó 7030. La relación en peso la más preferida es típicamente 20-30% en peso del polímero dendrítico anfifílico y 70-80% en peso de la resina no anfifílica. El polímero dendrítico anfifílico puede usarse además y de manera ventajosa como resina dispersante en pastas de pigmentos.

Dicho al menos un secador incluido en la composición de resina de la presente invención es en las realizaciones, preferiblemente, un secador de metal, tal como un secador de Pb, Zr, Co, Li, K, Mn o Mg o combinaciones de los mismos y con ellos, por ejemplo como octoato y/o naftenato, mezclados en una cantidad de, por ejemplo, 0,01-0,3%, tal como 0,05-0,1% calculado como metal sobre resinas sólidas, es decir, polímero dendrítico de secado al aire anfifílico sólido y resina de secado al aire no anfifílica sólida.

Dicho tensioactivo opcional, cuando está presente, está mezclado de manera adecuada en una cantidad de 1-15%, tal como 2-10%, en peso calculado sobre dicho al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico y dicha al menos una resina de secado al aire no anfifílica.

En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de una composición de resina al agua de secado al aire tal como se ha descrito anteriormente. Dicho procedimiento comprende:

i) mezclado de dicho polímero dendrítico de secado al aire, dicha resina de secado al aire y opcionalmente dicho agente(s) coalescente a 40-80ºC, tal como 50-70ºC ó 50-60ºC, hasta que se obtiene una mezcla homogénea,

ii) adición y mezclado de dicho secador y opcionalmente dicho tensioactivo y/o otros aditivos, tal como agentes neutralizantes, de flujo e igualadores,

iii) mezclado de los ingredientes a 40-80ºC, tal como 50-70ºC ó 50-60ºC, durante, por ejemplo 10-60 minutos, tal como 20-40 ó 20-30 minutos, y

iv) adición, lentamente bajo agitación vigorosa, de agua caliente, tal como 40-80ºC, 50-70ºC, 50-60ºC, hasta el contenido en sólidos, tal como 40-50%, y/o viscosidad final requeridos, mientras se mantiene la temperatura a 40-80ºC, tal como 50-70ºC ó 50-60ºC.

Para neutralizar los grupos ácidos residuales principalmente en dicho alquido de secado al aire y/o dicho polímero dendrítico de secado al aire, puede agregarse un agente neutralizante, tal como una amina o amoníaco.

En un aspecto adicional aún, la presente invención se refiere al uso de dicho polímero dendrítico de secado al aire anfifílico, tal como se describe aquí, como resina dispersante en agua para resinas de secado al aire no anfifílicas, tal como dichos alquidos convencionales, yo como resina dispersante para pigmentos y/o cargas.

El polímero dendrítico de secado al aire anfifílico puede usarse como resina dispersante para preparar recubrimientos alquídicos al agua a partir de dichas resinas alquídicas convencionales. Pueden obtenerse sistemas al agua libres de tensioactivos o libres de disolventes basados en alquidos de aceites de cadena larga, media o corta.

Sin elaboración posterior, se estima que un experto en la técnica puede, usando la descripción precedente, usar la presente invención en su extensión más completa. De acuerdo con ello, las realizaciones específicas preferidas siguientes deben considerarse como meramente ilustrativas y no limitativas del res-to de la descripción de ninguna forma, sea esta la que fuere. En los Ejemplos 1-19 siguientes se ilustra la preparación de componentes incluidos en la presente invención, realizaciones de la presente invención y ensayos comparativos.

Ejemplo 1: Síntesis de un aducto polialcoxilado usado en el Ejemplo 2.

Ejemplo 2: Síntesis de un polímero dendrítico anfifílico, de acuerdo con una realización de la invención, compuesto a partir de un polímero de núcleo dendrítico polihídrico, un ácido graso y el aducto obtenido en el Ejemplo 1.

Ejemplo 3: Síntesis de un alquido de aceite de cadena media larga convencional.

Ejemplo 4: Síntesis de un alquido de aceite de cadena corta convencional.

Ejemplo 5: Preparación de una composición de resina al agua libre de tensioactivo, de acuerdo con una realización de la invención, que comprende el producto obtenido en el Ejemplo 2 y un alquido de aceite de cadena larga disponible comercialmente.

Ejemplo 6: Preparación de una composición de resina al agua, de acuerdo con una realización de la invención, que comprende los productos obtenidos en los Ejemplos 2 y 3.

Ejemplo 7: Preparación de una composición de resina al agua libre de agente coalescente, de acuerdo con una realización de la invención, que comprende los productos obtenidos en los Ejemplos 2 y 3.

\newpage

Ejemplo 8: Preparación de una composición de resina al agua, de acuerdo con una realización de la invención, que comprende los productos obtenidos en los Ejemplos 2 y 4.

Ejemplo 9: Preparación de una composición de resina al agua libre de agente coalescente, de acuerdo con una realización de la invención, que comprende los productos obtenidos en los Ejemplos 2 y 4.

Ejemplo 10: Preparación de una pasta de pigmento que comprende el producto obtenido en el Ejemplo 2.

Ejemplo 11: Preparación de una pintura de color blanco usando la composición de resina del Ejemplo 5 y la pasta de pigmento del Ejemplo 10.

Ejemplo 12: Preparación de una pintura de color blanco usando la composición de resina del Ejemplo 6 y la pasta de pigmento del Ejemplo 10.

Ejemplo 13: Preparación de una pintura de color blanco usando la composición de resina del Ejemplo 7 y la pasta de pigmento del Ejemplo 10.

Ejemplo 14: Preparación de una pintura de color blanco usando la composición de resina del Ejemplo 8 y la pasta de pigmento del Ejemplo 10.

Ejemplo 15: Preparación de una pintura de color blanco usando la composición de resina del Ejemplo 9 y la pasta de pigmento del Ejemplo 10.

Ejemplo 16: Evaluación de las características de secado y propiedades de la película de composiciones de resina obtenidas en los Ejemplos 5-7 comparadas con alquidos a base de disolvente de acuerdo con los Ejemplos 3 y 4.

Ejemplo 17: Evaluación de las características de secado y propiedades de la película de las pinturas de color blanco obtenidas en los Ejemplos 12-16.

Ejemplo 18: Preparación de una composición de resina al agua libre de agente coalescente y de tensioactivo, de acuerdo con una realización de la invención, que comprende los productos obtenidos en el Ejemplo 2 y el aceite de cadena larga disponible comercialmente usado en el Ejemplo 5.

Ejemplo 19: Ejemplo comparativo fuera del alcance de la invención. Emulsificación del alquido de aceite de cadena media obtenido en el Ejemplo 3 sin usar el polímero dendrítico anfifílico del Ejemplo 2, pero usando el mismo envase de aditivo usado en el Ejemplo 6.

Ejemplo 1

Se cargaron 618 g de un polietileno glicol monometilado (peso molecular 750/mol) en un matraz de reacción de 1 litro, equipado con agitador, y se calentó a 100ºC. A continuación, se aplicó vacío y la temperatura se aumentó hasta 120ºC y se agregaron 18,2 g de anhídrido succínico. La reacción se interrumpió después de aproximadamente 30 minutos, cuando se alcanzó un índice de ácido de 66 mg de KOH/g, mediante enfriamiento a temperatura ambiente. El producto final fue a temperatura ambiente un sólido semi-cristalino.

Ejemplo 2

Etapa 1: Se cargaron 246 g de Boltorn® H20 (poliéster dendrítico hidroxifuncional, de Perstorp Specialty Chemicals AB, Suecia) y 440 g de ácido graso de girasol en un matraz de reacción de 1 litro, equipado con agitador y una trampa de agua Dean Stark, y se calentó a 125ºC. A continuación, se agregaron 0,68 g de ácido benzoico, 0,07 g de Fascat® 4100 (catalizador de esterificación) y xileno y la temperatura se aumentó hasta 190ºC y se mantuvo durante aproximadamente 5 horas. El índice de ácido después de las mencionadas 5 horas fue de 2,5 mg de KOH/g y el xileno se eliminó bajo vacío. La reacción se interrumpió mediante enfriamiento a temperatura ambiente.

El producto obtenido tenía un índice de hidroxilo de 62 mg de KOH/g y una viscosidad de 1,84 Pas a 23ºC.

Etapa 2: Se cargaron 340 g del producto obtenido en la Etapa 1 y 200 g del aducto obtenido en el Ejemplo 1 en un matraz de reacción de 1 litro, equipado con agitador y una trampa de agua Dean Stark. La mezcla de reacción se calentó a 180ºC y se agregaron xileno y 0,05 g de Fascat® 4100 (catalizador de esterificación) a la mezcla de reacción. La reacción se interrumpió cuando se alcanzó un índice de ácido de 8,5 mg de KOH/g. El xileno se eliminó bajo vacío, el producto se enfrió a 90ºC y se agregaron 25 g agua destilada.

El polímero dendrítico de secado al aire anfifílico obtenido fue un líquido a temperatura ambiente que tenía una viscosidad de 12 Pas y un índice de ácido final de 5,7 mg de KOH/g. El peso molecular promedio fue de 10032 g/mol.

\newpage

Ejemplo 3

Se cargaron 942 g de ácido graso de soja en un matraz de reacción de 2 litros, equipado con agitador, una trampa de agua Dean Stark y purga de nitrógeno, y la temperatura se aumentó hasta 160ºC. Bajo atmósfera de nitrógeno, se cargaron al reactor 207 g de pentaeritritol, 394 g de anhídrido ftálico y xileno (disolvente azeotrópico) y la temperatura se aumentó hasta 240ºC. La reacción se dejó continuar hasta que se alcanzó un índice de ácido por debajo de 15 mg de KOH/g. El producto se enfrió a temperatura ambiente.

El alquido obtenido tenía un índice de ácido final de 7 mg de KOH/g, un índice de hidroxilo de 134 mg de KOH/g y una longitud de cadena de aceite del 62,9% (como triglicérido).

Ejemplo 4

Se cargaron 574 g de ácido graso de soja en un matraz de reacción de 2 litros, equipado con agitador, una trampa de agua Dean Stark y purga de nitrógeno, y la temperatura se aumentó hasta 160ºC. Bajo atmósfera de nitrógeno, se cargaron al reactor 45 g de pentaeritritol, 462 g de trimetilolpropano, 508 g de anhídrido ftálico y xileno (disolvente azeotrópico) y la temperatura se aumentó hasta 240ºC. La reacción se dejó continuar hasta que se alcanzó un índice de ácido por debajo de 15 mg de KOH/g. El producto se enfrió a temperatura ambiente.

El alquido obtenido tenía un índice de ácido final de 15 mg de KOH/g, un índice de hidroxilo de 120 mg de KOH/g y una longitud de cadena de aceite del 40% (como triglicérido).

Ejemplo 5

Se cargaron 40 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2, 160 g de una resina alquídica de aceite de cadena larga de sebo comercialmente disponible (Duramac® 301-2007, de McWorther Inc.) con una longitud de cadena de aceite del 82% (como triglicérido), 10 g de dipropileno glicol metil éter y 11 g de dipropileno glicol n-butil éter, en un matraz de laboratorio de 1 litro, equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dimetiletilamina. A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 319 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida (composición de resina al agua de secado al aire) tenía un contenido en sólidos del 38% y una viscosidad de 150 mPas a 23ºC. La emulsión fue estable durante al menos 1 semana a 50ºC y al menos 6 meses a temperatura ambiente.

Ejemplo 6

Se cargaron 60 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2, 180 g del alquido de aceite de cadena media obtenido en el Ejemplo 3, 7,5 g de dipropileno glicol metil éter y 10 g de dipropileno glicol n-butil éter, en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dime-tiletilamina y se agregaron y mezclaron 6 g de un tensioactivo no iónico (Triton X100). A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 236 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida (composición de resina al agua de secado al aire) tenía un contenido en sólidos del 38% y una viscosidad de 100 mPas a 23ºC. La emulsión fue estable durante al menos 2 semanas a 50ºC.

Ejemplo 7

Se cargaron 60 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2 y 180 g del alquido de aceite de cadena media obtenido en el Ejemplo 3, en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dimetiletilamina y se agregaron y mezclaron 12,5 g de un tensioactivo no iónico (Triton X100). A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 243 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida (composición de resina al agua de secado al aire) tenía un contenido en sólidos del 50% y una viscosidad de 200 mPas a 23ºC. La emulsión fue estable durante al menos 2 semanas a 50ºC.

Ejemplo 8

Se cargaron 60 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2, 180 g del alquido de aceite de cadena corta obtenido en el Ejemplo 4, 7,5 g de dipropileno glicol metil éter y 10 g de dipropileno glicol n-butil éter, en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dime-tiletilamina y se agregaron y mezclaron 6 g de un tensioactivo no iónico (Triton X100). A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 239 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida (composición de resina al agua de secado al aire) tenía un contenido en sólidos del 48% y una viscosidad de 100 mPas a 23ºC. La emulsión fue estable durante al menos 1 semana a 50ºC.

Ejemplo 9

Se cargaron 60 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2 y 180 g del alquido de aceite de cadena corta obtenido en el Ejemplo 4, en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dimetiletilamina y se agregaron y mezclaron 12,5 g de un tensioactivo no iónico (Triton X100). A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 243 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida (composición de resina al agua de secado al aire) tenía un contenido en sólidos del 50% y una viscosidad de 150 mPas a 23ºC. La emulsión fue estable durante al menos 1 semana a 50ºC.

Ejemplo 10

Se cargaron 48 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2 en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. Se agregaron bajo agitación 5 g de dipropileno glicol n-butil éter y 15 g de una sal alquilamonio parcialmente neutralizada de un polímero de ácido policarboxílico y un polidimetilsiloxano (Lactimon® WS, de Dow Inc). Se agregaron 210 g de agua caliente (50ºC) a lo largo de un período de 15 minutos. 25 g de la emulsión obtenida se cargaron en un disolvedor de alta velocidad y se agregaron 75 g de TiO_{2} (Kronos® 2310, de Kronos GMBH) durante 5 minutos. La disolución se dejó continuar durante otros 30 minutos.

La pasta de pigmento obtenido tenía una viscosidad de 15 Pas y un contenido en sólidos del 78%.

Ejemplo 11

Se cargaron 45 g de la emulsión obtenida en el Ejemplo 5 en un matraz de laboratorio de 1 litro, equipado con un agitador, y se mezclaron con 55 g de la pasta de pigmento obtenida en el Ejemplo 10. La mezcla se agitó durante 30 minutos a temperatura ambiente. La pintura de color blanco obtenida se almacenó durante 24 horas antes de la evaluación del secado y otras propiedades.

La pintura de color blanco obtenida, que comprende una composición de resina al agua de secado al aire, tenía un contenido en sólidos del 60%, una relación de pigmento a resina de 1,9:1 y una viscosidad de 150 mPas a 23ºC.

Ejemplo 12

Se cargaron 45 g de la emulsión obtenida en el Ejemplo 6 en un matraz de laboratorio de 1 litro, equipado con un agitador, y se mezclaron con 55 g de la pasta de pigmento obtenida en el Ejemplo 10. La mezcla se agitó durante 30 minutos a temperatura ambiente. La pintura de color blanco obtenida se almacenó durante 24 horas antes de la evaluación del secado y otras propiedades.

La pintura de color blanco obtenida, que comprende una composición de resina al agua de secado al aire, tenía un contenido en sólidos del 65%, una relación de pigmento a resina de 1,6:1 y una viscosidad de 150 mPas a 23ºC.

Ejemplo 13

Se cargaron 45 g de la emulsión obtenida en el Ejemplo 7 en un matraz de laboratorio de 1 litro, equipado con un agitador, y se mezclaron con 55 g de la pasta de pigmento obtenida en el Ejemplo 10. La mezcla se agitó durante 30 minutos a temperatura ambiente. La pintura de color blanco obtenida se almacenó durante 24 horas antes de la evaluación del secado y otras propiedades.

\newpage

Ejemplo 14

Se cargaron 45 g de la emulsión obtenida en el Ejemplo 8 en un matraz de laboratorio de 1 litro, equipado con un agitador, y se mezclaron con 55 g de la pasta de pigmento obtenida en el Ejemplo 10. La mezcla se agitó durante 30 minutos a temperatura ambiente. La pintura de color blanco obtenida se almacenó durante 24 horas antes de la evaluación del secado y otras propiedades.

La pintura de color blanco obtenida, que comprende una composición de resina al agua de secado al aire, tenía un contenido en sólidos del 65%, una relación de pigmento a resina de 1,6:1 y una viscosidad de 200 mPas a 23ºC.

Ejemplo 15

Ejemplo 16

Se determinaron las propiedades de secado de las emulsiones, composiciones de resinas al agua de secado al aire, obtenidas en los Ejemplos 5-9 en un equipo de ensayo Beck Koller^{TM} (Sheen Instrument, UK). La dureza se midió como dureza al péndulo y seexpresó como segundos König.

Las resinas alquídicas obtenidas en los Ejemplos 3 y 4 (Ref. 1 y 2) se disolvieron en xileno y se usaron como referencias. Se usaron el mismo secador y la misma cantidad de secador que en las composiciones de resina al agua y se realizaron las mismas evaluaciones.

Tiempo de secado

1

Dureza al péndulo

2

Ejemplo 17

Se determinaron las propiedades de secado de las pinturas de color blanco obtenidas en los Ejemplos 11-15 en un equipo de ensayo Beck Koller^{TM} (Sheen Instrument, UK). El brillo, a 20º y 60º, se determinó después de 48 de secado y la dureza se midió como dureza al péndulo y se expresó como segundos König. Todas las pinturas se recubrieron a un espesor de película húmeda de 120 \mum.

Tiempo de secado y brillo

3

Dureza al péndulo

4

Ejemplo 18

Se cargaron 40 g del polímero dendrítico anfifílico obtenido en el Ejemplo 2 y 160 g de resina de alquídica de aceite de cadena larga de sebo comercialmente disponible (Duramac® 301-2007, de McWorther, Inc.) con una longitud de cadena del aceite del 82% (como triglicérido), en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dimetiletilamina. A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 450 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida (composición de resina al agua de secado al aire) tenía un contenido en sólidos del 30% y una viscosidad de 300 mPas a 23ºC. La emulsión fue estable durante al menos 6 meses a temperatura ambiente.

Ejemplo 19

Se cargaron 240 g del alquido de aceite de cadena media obtenido en el Ejemplo 3, 7,5 g de dipropileno glicol metil éter y 10 g de dipropileno glicol n-btil éter en un matraz de laboratorio de 1 litro equipado con un agitador. La mezcla se calentó a 60ºC y se mantuvo a esta temperatura. La mezcla se agitó hasta que se obtuvo la homogeneidad y, a continuación, se ajustó a pH 7,5 mediante la adición de dimetiletilamina y se agregaron y mezclaron 6 g de un tensioactivo no iónico (Triton X100). A continuación, se agregaron 4 g de un secador de Co/Li/Zr (Additol® VXW 6206, de Solutia Inc.) y la agitación se dejó continuar durante otros 10 minutos. A continuación, se agregaron 236 g de agua caliente (50ºC) desmineralizada lentamente a lo largo de un período de 15 minutos y la agitación se dejó continuar durante otros 20 minutos. Finalmente, la emulsión obtenida se enfrió a temperatura ambiente bajo agitación.

La emulsión obtenida se separó dentro de los 15 minutos a temperatura ambiente.

Claims

1. Una composición de resina al agua de secado al aire que comprende al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico, al menos una resina de secado al aire no anfifílica, al menos un secador que inicia y/o promueve la autooxidación, agua y opcionalmente al menos un tensioactivo aniónico y/o no iónico, y/o al menos un agente coalescente, caracterizada porque dicho al menos un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico está compuesto a partir de un polímero de núcleo dendrítico polihídrico que tiene al menos 4 grupos hidroxilo terminales y, de acuerdo con ello, una funcionalidad (f) hidroxilo de al menos 4, tal como 8, 16 ó 32, y al menos un ácido carboxílico insaturado unido al menos a uno y como mucho a f-1 de dicho grupo hidroxilo terminal y al menos un aducto, obtenible mediante adición de al menos un polietileno glicol monoalquilado a al menos un ácido dicarboxílico o al menos un anhídrido correspondiente y/o al menos un diisocianato, unido al menos a uno y como mucho a f-1 de dicho grupo hidroxilo terminal, y porque dicha al menos una resina de secado al aire no anfifílica es un alquido de secado al aire de aceite de cadena corta, media o larga.

2. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizada porque dicho polímero de núcleo dendrítico polihídrico se puede obtiener mediante la adición de al menos un ácido monocarboxílico di, tri o polihídrico a una molécula de núcleo di, tri o polihídrica en una relación molar que proporciona un polímero dendrítico polihídrico que comprende una molécula de núcleo y al menos una generación de ramificación unida a dicha molécula de núcleo di, tri o polihídrica.

3. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizada porque dicho polímero de núcleo dendrítico polihídrico se puede obtiener mediante la adición por apertura de anillos de al menos un oxoetano de un compuesto di, tri o polihídrico a una molécula de núcleo di, tri o polihídrica en una relación molar que proporciona un polímero dendrítico polihídrico que comprende una molécula de núcleo y al menos una generación de ramificación unida a dicha molécula de núcleo di, tri o polihídrica.

4. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-3, caracterizada porque dicho al menos un polietileno glicol monoalquilado tiene un peso molecular de al menos 500, tal como 500-2500 ó 700-1500.

5. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-4, caracterizada porque dicho al menos un polietileno glicol monoalquilado es un polietileno glicol monometilado.

6. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-5, caracterizada porque dicho al menos un ácido o anhídrido dicarboxílico es al menos un ácido o anhídrido dicarboxílico alifático, cicloalifático o aromático, lineal o ramificado, tal como ácido adípico, ácido azeláico, ácido fumárico, anhídrido maléico, ácido o anhídrido ftálico, ácido isoftálico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, ácido o anhídrido succínico y/o ácido sebácico.

7. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-6, caracterizada porque dicho al menos un ácido carboxílico insaturado es un ácido graso alifático lineal o ramificado que tiene 8-24 átomos de carbono en la cadena de carbono principal.

8. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-7, caracterizada porque dicho al menos un ácido carboxílico insaturado es un ácido graso sebo, ácido graso de soja, ácido graso de cártamo, ácido graso de girasol, ácido graso de semilla de algodón, ácido graso de ricino, acido oleico, ácido linoleico y/o ácido linolénico.

9. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-8, caracterizada por una relación en peso de dicho polímero dendrítico de secado al aire a dicho alquido de secado al aire de entre 1:99 y 99:1, tal como 50:50, 10:90, 20:80, 70:30, 90:10, 80:20 ó 70:30.

10. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-9, caracterizada porque dicho al menos un secador es al menos un secador de metal, tal como un secador de Pb, Zr, Co, Li, K, Mn o Mg o una combinación de los mismos o con los mismos.

11. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-10, caracterizada porque dicho al menos un secador de metal está presente en una cantidad de 0,01-0,3%, preferiblemente 0,05-0,1%, calculada como metal sobre resinas sólidas.

12. Una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-11, caracterizada porque dicho al menos un tensioactivo opcional está presente en una cantidad de 1-15%, tal como 2-10%, en peso calculado sobre resinas sólidas.

13. Un procedimiento para la producción de una composición de resina al agua de secado al aire de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-12, caracterizado porque dicho procedimiento comprende

i) mezclado de dicho al menos un polímero dendrítico de secado al aire, dicho al menos un alquido de secado al aire y opcionalmente al menos un agente coalescente a 40-80ºC, tal como 50-70ºC ó 50-60ºC, hasta que se obtiene una mezcla homogénea,

ii) adición y mezclado de dicho al menos un secador y opcionalmente dicho al menos un tensioactivo y/o otros aditivos,

iii) mezclado de dichos ingredientes a 40-80ºC, tal como 50-70ºC ó 50-60ºC, durante 10-60 minutos, tal como 20-40 ó 20-30 minutos, y

iv) adición, lentamente bajo agitación vigorosa, de agua caliente, tal como 40-80ºC, 50-70ºC o 50-60ºC, hasta el contenido en sólidos y/o viscosidad finales requeridos.

14. Un procedimiento de acuerdo con la Reivindicación 13, caracterizado porque dicho un agente neutralizante, tal como una amina o amoníaco, se agrega para neutralizar grupos ácidos residuales en dicho alquido de secado al aire y/o dicho polímero dendrítico de secado al aire.

15. Uso de un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-9 como resina dispersante del agua para una resina de secado al aire no anfifílica, tal como un alquido de aceite de cadena larga, media o corta.

16. Uso de un polímero dendrítico de secado al aire anfifílico de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-9 como resina dispersante para pigmentos y/o cargas.