ES2833953T3 - Látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico para pintura para señalización de tráfico de alta duración - Google Patents
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Abstract
Un látex de polímero híbrido que comprende: a) una fracción orgánica que comprende un polímero en el que el contenido total de sólidos de los ingredientes constituyentes es por lo menos el 45% p/p del látex de polímero híbrido, b) un componente inorgánico modificado que comprende por lo menos el 50% de una fracción inorgánica que comprende una dispersión de nanopartículas de un óxido de un metaloide del Grupo 14 de la tabla periódica que tiene cuatro electrones de valencia en su orbital p, y en el que el componente inorgánico modificado en dicho látex de polímero híbrido está en una cantidad de por lo menos 0.4 partes por 100 partes en peso del polímero, el látex de polímero híbrido comprende la integración y asociación homogénea del componente inorgánico modificado con la fracción orgánica, y c) aminas polifuncionales que incluyen polietilenamina, productos de polimerización de aziridina o una combinación de los mismos en el que dichas aminas polifuncionales están presentes en una cantidad de por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero, en el que: dicho látex de polímero híbrido tiene una temperatura de transición vítrea que varía de 15 grados Celsius a 35 grados Celsius.
Description
DESCRIPCIÓN
Látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico para pintura para señalización de tráfico de alta duración Campo técnico
La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento y, en particular, a látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico usados en pinturas para señalización de tráfico para una pluralidad de aplicaciones en superficies de carretera.
Antecedentes
Las carreteras, pistas de aeropuertos, puentes, cruces ferroviarios, etc. deben contener ciertas señalizaciones, usualmente ejecutadas por medio de pinturas. Estas superficies de transporte están marcadas para señalizaciones de carriles, cruces de peatones, señalizaciones direccionales y otras señalizaciones que sirven para múltiples propósitos. Por una parte, esto ayuda a controlar el flujo del tráfico y, por otra, evita los peligros de colisión. Además, dichas señalizaciones de tráfico también actúan como señalizaciones de seguridad para proporcionar información al operador del vehículo. Con un papel tan importante en el mantenimiento del orden en carreteras, pistas y otras superficies de transporte, estas señalizaciones deben ser muy duraderas para que sean visibles para el conductor en diferentes condiciones climáticas como alta humedad, exposición a rayos ultravioleta, fuertes lluvias, etc.
En la técnica anterior, las señalizaciones de tráfico para carreteras y otras superficies se han producido usando un alto porcentaje de aglomerantes orgánicos. Sin embargo, los materiales de revestimiento orgánico a base de disolventes están asociados a varios problemas. En primer lugar, los revestimientos orgánicos basados en disolventes puros tienden a degradarse más rápidamente al exponerse a una alta humedad, lluvias intensas y al exponerse a los rayos ultravioleta, y esto reduce en gran medida su vida útil, lo que requiere que las señalizaciones de tráfico se reemplacen en períodos de tiempo más cortos. En segundo lugar, los revestimientos orgánicos basados en disolventes puros están asociados con la liberación de compuestos orgánicos volátiles (VOC) a la atmósfera, que es medioambientalmente insostenible debido a su impacto catastrófico en la capa de ozono protectora de la tierra. En tercer lugar, muchos de estos restos orgánicos son fotosensibles y sufren una rápida degradación. Por ejemplo, el poliestireno (PS), uno de los materiales más importantes en la industria moderna del plástico, que se ha usado en todo el mundo debido a sus excelentes propiedades físicas y bajo coste, sin embargo, cuando el poliestireno se somete a irradiación UV en presencia de aire, sufre un rápido amarilleo y una fragilización gradual (Yousif, E. and Haddad, R., Springerplus. 2013; 2: 398).
En el estado de la técnica, las composiciones de revestimiento con aglomerantes termoplásticos se han utilizado a escala comercial para señalizaciones de tráfico como una alternativa a los aglomerantes orgánicos basados en disolventes debido a la ausencia de VOC. Sin embargo, el intervalo de aplicación que cubre la idoneidad de estas composiciones de revestimiento termoplástico es limitado y la aplicación de pinturas que tienen aglomerantes termoplásticos es bastante difícil porque requiere calentar y extender las pinturas durante la aplicación de las pinturas.
En el estado de la técnica se ha descrito el uso de aglomerantes inorgánicos para composiciones de revestimiento. Tales materiales de revestimiento inorgánicos se pueden producir con buenas propiedades de adhesión, alta resistencia al agrietamiento, resistencia al fuego, resistencia a la intemperie y alto brillo. Se pueden usar varios ingredientes para producir una formulación aglomerante inorgánica viscosa acuosa que endurece aún más el material de revestimiento inorgánico junto con el uso de un agente de reticulación y agua y un aglomerante a base de sílice de un silicato de metal alcalino es una elección popular. Sin embargo, estos materiales de base inorgánica no poseen las propiedades deseadas para las señalizaciones de tráfico y son frágiles e inflexibles, lo que perjudica la integridad visual y estructural de las señalizaciones y, por lo tanto, no son adecuados para este propósito. Además, la acumulación de suciedad y el amarilleo de la composición de pintura a lo largo del tiempo disminuye su visibilidad y utilidad.
En el estado de la técnica, se ha descrito el uso de algunos polímeros híbridos de restos orgánicos e inorgánicos. Sin embargo, tales látex híbridos adolecen de varios defectos. En primer lugar, el modo de preparación de tales revestimientos híbridos es tal que no se forma in situ el híbrido de polímero sino que se prepara por separado y no permite la integración y asociación homogénea del resto inorgánico en el polímero, lo que da como resultado pinturas con una durabilidad más corta y, como resultado, tales pinturas son insostenibles a largo plazo.
Por lo tanto, lo que se necesita es un látex de polímero duradero, respetuoso con el medio ambiente y rentable para aplicaciones a gran escala y diversas en una pluralidad de señalizaciones de tráfico. De este modo, se describe una composición de revestimiento híbrida orgánica-inorgánica que es duradera, fácil de aplicar y estable durante un período de tiempo mejorado para el tráfico y las señalizaciones viales y, al mismo tiempo, es respetuosa con el medio ambiente, lo que puede resolver una necesidad prolongada.
Sumario
Este sumario se proporciona para introducir aspectos relacionados con el desarrollo de un látex de polímero que
comprende una composición híbrida orgánica-inorgánica para su uso como señalización de tráfico de alta duración. Este sumario no pretende limitar ni restringir el alcance de la innovación.
Según la presente invención, se proporciona un látex de polímero híbrido como se define en la reivindicación 1. Además, la presente invención proporciona un procedimiento para obtener un látex de polímero híbrido según la reivindicación 7.
Según la presente invención, también se proporciona un método para producir una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad en la superficie de una carretera como se define en la reivindicación 15.
Se describe una composición de revestimiento de látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico para el tráfico y las señalizaciones de carretera, que supera los problemas de la técnica anterior. La composición de revestimiento de la invención tiene excelentes propiedades físicas que permiten que la composición resista mejor los factores mecánicos y climáticos como la fuerza de cizalladura, la carga del vehículo, la lluvia, la humedad, la luz solar extrema, etc., lo que la convierte en una opción extremadamente viable para la comercialización a gran escala. En un aspecto, se describen las características de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico, en las que el látex de polímero incluye una fracción orgánica compuesta de polímero en la que el contenido total de sólidos de los ingredientes constituyentes es de por lo menos 45% p/p. El látex de polímero incluye además un componente inorgánico modificado. El componente inorgánico modificado incluye una fracción inorgánica, en el que la fracción inorgánica es por lo menos el 50% del componente inorgánico modificado en cualquier caso dado. La fracción inorgánica está compuesta por una dispersión de nanopartículas de un óxido de un metaloide del grupo 14 de la tabla periódica que tiene 4 electrones de valencia en su orbital p y tal que el componente inorgánico modificado en dicho látex de polímero es por lo menos 0.4 partes por 100 partes en peso del polímero. Dicho látex de polímero comprende además aminas polifuncionales tales como polietilenamina o productos de polimerización de aziridina o una combinación de los mismos que comprende por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero. Dicho látex de polímero posee además una temperatura de transición vítrea entre el intervalo de 0 grados Celsius a 60 grados Celsius y más preferentemente en el intervalo de 15 grados Celsius y 35 grados Celsius.
En un aspecto, las características del procedimiento de obtención de un látex de polímero híbrido orgánicoinorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico, en el que dicho procedimiento incluye una etapa inicial de preparación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros inicial (Sistema Bifásico A) en agua desmineralizada de compuestos orgánicos insaturados que contienen un grupo COOH (grupo ácido carboxílico), preferentemente de compuestos orgánicos con la fórmula general CH2=CHCOOH que incluyen sales, ésteres, ésteres de alquilo de dichos compuestos y con el uso de agentes reductores de la tensión superficial convencionales como detergentes o emulsionantes o agentes humectantes. Dicho procedimiento incluye una etapa adicional de preparación de un componente inorgánico modificado inicial, que puede incluir una dispersión de fracción inorgánica (Sistema Bifásico B) mezclando la dispersión de nanopartículas química o térmicamente modificadas de óxido de un elemento que tiene 4 electrones en su orbital externo en agua desmineralizada. Dicho procedimiento incluye una etapa adicional de preparar una disolución de iniciador (Disolución C) para polimerización mezclando un compuesto en agua desmineralizada y añadiendo a 82 grados Celsius, en el que dicho compuesto por medio de generación térmica de radicales libres inicia la polimerización de la pre-emulsión inicial. Dicho procedimiento incluye en una etapa adicional: la adición de la Disolución C simultáneamente con el Sistema Bifásico A y el Sistema Bifásico B a 82 grados Celsius a un látex de polímero acrílico preformado usado como semilla externa en una carga de caldera que comprende por lo menos 33% de sólidos de tamaño de partícula máximo de 60 nm (látex semilla D) para formar el látex de polímero E. Dicho procedimiento incluye una etapa adicional de mantener la mezcla a 82-86 grados Celsius durante por lo menos 30 minutos y subsecuentemente enfriar parcialmente el látex de polímero E a 70 grados Celsius seguido de la adición de un sistema chaser-catalizador que incluye una disolución de hidroperóxido de butilo terciario simultáneamente con una disolución de metabisulfito de sodio para permitir que reaccionen las trazas de monómero. El procedimiento incluye además una etapa de enfriamiento del látex de polímero, látex de polímero E, adicionalmente a 45 grados Celsius seguido de neutralización con amoniaco a pH 9.5 - 10.5 y adición de por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero de productos de polimerización de aziridina o polietilenamina o una combinación de las mismas como aditivos posteriores para dar como resultado un látex de polímero híbrido final (látex de polímero F).
En otro aspecto, las características del procedimiento de obtención de un látex de polímero híbrido orgánicoinorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico, en el que dicho procedimiento puede incluir métodos alternativos de adición de fracción inorgánica de nanopartículas (Sistema Bifásico B), y en el que dicha fracción inorgánica de nanoparticulas (Sistema Bifásico B) se puede añadir mediante la técnica de adición retardada o se puede mezclar previamente con la pre-emulsión de la mezcla de monómeros inicial (Sistema Bifásico A) o se puede añadir previamente a la carga de la caldera antes de la adición de la pre-emulsión de la mezcla de monómeros inicial (Sistema Bifásico A).
En otro aspecto, se describen las características del procedimiento de obtención de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico, en el que dicho procedimiento puede incluir una
etapa inicial de preparación de mezcla monomérica pura (Sistema Monofásico A) de compuestos orgánicos insaturados que contienen el grupo COOH, preferentemente de compuestos orgánicos con la fórmula general CH2=CHCOOH que incluyen sales, ésteres, alquilésteres de dichos compuestos y la adición simultánea de fracción inorgánica de nanopartículas (Sistema Bifásico B) con el uso de agentes reductores de la tensión superficial convencionales como detergentes o emulsionantes o agentes humectantes.
En otro aspecto más, se describen las características del procedimiento de obtención de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico, en el que la adición de la fracción de nanopartículas inorgánicas puede incluir cargar dicha fracción inorgánica de nanopartículas a una pre-emulsión de mezcla de monómeros como una alimentación separada usando simultáneamente la técnica de adición retardada a 82 grados Celsius o puede comprender la adición de dicha dispersión de nanopartículas por medio de la pre emulsión de mezcla de monómeros o puede comprender la adición de dicha dispersión de nanopartículas en la carga inicial del reactor.
En un aspecto, se describen las características de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas de señalización de tráfico, en el que dicho látex de polímero se puede incorporar en pintura de tráfico convencional con una aplicación de menor grosor de película húmeda o se puede incorporar en pinturas de alta durabilidad con aplicación de mayor grosor de película húmeda.
En un aspecto, se describen las características de un híbrido orgánico-inorgánico que da como resultado una integración y asociación homogénea del resto inorgánico en el polímero por reticulación y polimerización.
En un aspecto, se describen las características de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas de señalización de tráfico, en el que dicho látex de polímero contiene el componente inorgánico modificado que puede incluir por lo menos 50% de fracción inorgánica y que puede ser añadido durante la polimerización junto con la pre-emulsión de la mezcla de monómeros o por separado al final de la reacción.
En un aspecto, se describen las características de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas de señalización de tráfico, en el que dicho látex de polímero tiene propiedades de unión fuerte a una pluralidad de sustratos, posee buenas propiedades de repulsión de agua, posee resistencia mecánica para resistir el frote húmedo, una mayor resistencia a condiciones climáticas húmedas y mojadas y tiene una gran durabilidad para conservar el aspecto físico incluso después de un período de tiempo considerable.
En un aspecto, se describen las características de un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico, en el que dicho látex de polímero tiene un tiempo reducido de no levantamiento y tiempo libre de pegajosidad y es respetuoso con el medio ambiente y fácil de aplicar.
En un aspecto, se describen las características del método de aplicación de una pintura para señalización de tráfico que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico, en el que dicho látex de polímero comprende una fracción orgánica que comprende por lo menos 45% p/p de sólidos por ingredientes totales del polímero, un componente inorgánico modificado que comprende en cualquier caso dado por lo menos el 50% de fracción inorgánica en el que dicha fracción inorgánica comprende una dispersión de nanopartículas de un óxido de un metaloide del Grupo 14 de la tabla periódica que tiene 4 electrones de valencia en su orbital p y tal que el componente inorgánico modificado en dicho látex de polímero es por lo menos 0.4 partes por 100 partes en peso del polímero, y además comprende aminas polifuncionales como polietilenamina o productos de polimerización de aziridina o una combinación de los mismos que comprenden por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero.
Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención que ilustra, a modo de ejemplo, los principios de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La descripción detallada se da con referencia a la figura adjunta. En la figura, el (los) dígito (s) más a la izquierda de un número de referencia identifican la figura en la que aparece primero el número de referencia. Se usan los mismos números en todos los dibujos para referirse a características y componentes similares. Las figuras proporcionadas a continuación no muestran términos tales como Sistema bifásico A, Sistema bifásico B, Disolución C, Látex semilla D, Látex de polímero E o Látex de polímero F, que se usan en toda la memoria descriptiva, y las figuras se deben leer como referencia a las etapas del procedimiento para la obtención de dicho látex de polímero híbrido.
La Figura 1a (100a) ilustra una descripción general del procedimiento para fabricar un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que la adición de componente inorgánico se realiza mediante la técnica de adición retardada según una realización de la presente invención.
La Figura 1b (100b) ilustra una descripción general del procedimiento para fabricar un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que la adición de componente inorgánico es simultáneamente con la pre-emulsión de mezcla de monómeros según una realización de la presente invención.
La Figura 1c (100c) ilustra una descripción general del procedimiento para fabricar un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que la adición de un componente inorgánico se realiza mediante la adición previa en la carga de la caldera según una realización de la presente invención.
La Figura 2 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para el látex de polímero de control doble negativo, es decir, látex de polímero sin fracción inorgánica, así como sin aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 3 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero sin componente inorgánico, pero con presencia de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 4 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero con adición externa de componente inorgánico y presencia de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 5 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero con la adición de 1.5 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero durante la reacción y presencia de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La figura 6 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero con la adición de 0.75 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero durante la reacción y presencia de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 7 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero con la adición de 1 parte de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero durante la reacción y presencia de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 8 ilustra los resultados del ensayo de cohesión en húmedo para un látex de polímero con adición de 1.25 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero durante la reacción y presencia de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 9 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero con la adición de 0.75 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero durante la reacción, pero la presencia de solo polietilenamina según una realización de la presente invención.
La Figura 10 ilustra los resultados del ensayo de resistencia al frote húmedo para un látex de polímero con la adición de 0.75 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero durante la reacción pero ausencia total de aminas polifuncionales según una realización de la presente invención.
La Figura 11 ilustra la Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) de látex de polímero híbrido a una escala de 1000 nm.
Las figuras representan realizaciones de la presente descripción con fines ilustrativos únicamente. Una persona experta en la técnica reconocerá fácilmente a partir de la siguiente descripción que se pueden emplear realizaciones alternativas de las etapas ilustradas aquí sin apartarse de los principios de la descripción aquí descrita.
Descripción detallada
La descripción detallada anterior de las realizaciones se comprende mejor cuando se lee junto con los dibujos adjuntos. Con el fin de ilustrar la descripción, se muestran en el presente documento construcciones de ejemplo de la descripción; sin embargo, la descripción no se limita al diseño específico descrito en el documento y los dibujos. La descripción detallada se proporciona con referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, el (los) dígito (s) más a la izquierda de un número de referencia identifica (n) la figura en la que aparece primero el número de referencia. Se usan los mismos números en todos los dibujos para referirse a características y componentes similares.
La presente invención está orientada a proporcionar un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico para estar en pinturas para señalización de tráfico y su procedimiento. Las pinturas para señalización de tráfico se aplican a carreteras, aparcamientos, aeropuertos, muelles de embarque y similares, típicamente superficies de hormigón y asfalto, para informar a los usuarios y para demarcar carriles de tráfico, plazas de aparcamiento y similares. El procedimiento de producción del látex de polímero y las características únicas atribuibles al látex se basan en la técnica de adición del componente inorgánico modificado que comprende una fracción inorgánica, así como en la adición posterior de aditivos como polietilenamina o productos de polimerización de aziridina o combinaciones de los mismos.
En una de las realizaciones, la invención se refiere a una composición de revestimiento que se puede usar más particularmente para pinturas para señalización de tráfico y carreteras a aplicar para una pluralidad de propósitos que incluyen, pero no están limitados a, carreteras, senderos, cruces ferroviarios, aeropuertos, muelles de
embarque, etc. La composición de revestimiento puede comprender una mezcla de un aglomerante capaz de ser polimerizado y reticulado y que comprende un material orgánico y un material inorgánico. Dicha composición híbrida puede contener por lo menos un 45% de sólidos de los restos orgánicos usados para preparar la composición de revestimiento y adicionalmente puede contener hasta dos aditivos que contribuyen a la impermeabilización, repulsión del agua y resistencia temprana al agua de la composición resultante y la pintura en la que se usa.
En una realización, la invención se refiere a una composición de revestimiento de polímero híbrido orgánicoinorgánico en la que la fracción orgánica del polímero puede contener los productos de polimerización de compuestos orgánicos insaturados que contienen el grupo COOH (un grupo ácido carboxílico), más particularmente compuestos orgánicos con la fórmula CH2=CHCOOH. Algunos de los compuestos orgánicos que se pueden incorporar dentro de la composición de revestimiento de polímero híbrido y que poseen la fórmula general CH2=CHCOOH incluyen, pero no se limitan a, compuestos como ácido 2-propenoico, ácido acrílico, ácido vinilformico. El ácido acrílico es un líquido incoloro con un olor acre distintivo. Tiene un punto de inflamación de 55°C, un punto de ebullición de 141 °C, un punto de congelación de 12°C y la exposición prolongada al fuego o al calor puede causar polimerización, lo que lo convierte en un constituyente codiciado de las composiciones de revestimiento y la presente invención se refiere a una composición que más particularmente puede comprender ásteres, ásteres alquílicos de ácido acrílico, así como cualquier sal de ácido acrílico, incluidas, entre otras, sal de aluminio, sal de amonio, sal de calcio (2:1), sal de calcio (2:1) deshidratada, sal de cobalto, sales ferrosas, sal de magnesio, sal de potasio, sal de plata, sal de sodio, sal de zinc o cualquier combinación de las mismas.
En otra realización, la invención se refiere a una composición de revestimiento de polímero híbrido orgánicoinorgánico en la que dicha composición puede incluir productos de autopolimerización de dichos compuestos orgánicos así como copolímeros formados por la combinación de dichos compuestos orgánicos y monómeros de otros compuestos que incluyen pero no están limitados a plásticos de vinilo tales como poli(cloruro de vinilo), poli(acetato de vinilo), cloruro de vinilo, polivinilacetales, copolímeros de acetato de vinilo, estireno, acetato de vinilo, butadieno, polímeros de monovinilacetileno tales como neoprenos, particularmente neopreno AC y neopreno AD, copolímeros de estireno-butadieno y similares, caucho clorado y caucho butílico o cualquier combinación de los mismos.
En una realización preferida, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico para su uso en pinturas para señalización de tráfico en el que dicha fracción orgánica puede ser una resina acrílica. El polímero se puede preparar mediante técnicas convencionales conocidas por las personas expertas en la técnica mediante la polimerización en emulsión acuosa de monómeros etilánicamente insaturados y se selecciona por lo menos del grupo de compuestos orgánicos que comprenden, pero no se limitan a, metacrilato de metilo, acrilato de butilo y ácido (met)acrílico.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicha fracción orgánica es una resina acrílica y en el que el contenido de sólidos total del látex puede ser de hasta 60% en peso/peso de sólidos, preferentemente hasta 55% peso/peso de sólidos, o más preferentemente en cualquier punto dado por lo menos 45% de sólidos basado en el peso total de todos los ingredientes.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el material inorgánico en dicho látex de polímero híbrido puede ser un óxido de un elemento que es químicamente inerte y que puede impartir a las pinturas para señalización de tráfico un alto grado de resistencia a la humedad junto con otras cualidades como dureza, estabilidad, durabilidad. Muchos metaloides conocidos actualmente pueden cumplir los criterios y pueden comprender la fracción inorgánica del látex de polímero híbrido a usar en pinturas para señalización de tráfico.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el componente inorgánico modificado puede comprender un metaloide con cuatro electrones de valencia en su orbital p y perteneciente a los elementos del grupo 14 de la tabla periódica. El componente inorgánico modificado puede comprender un contenido total en el intervalo de 0.4 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero a 5 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero, más preferentemente en el intervalo de 0.4 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero a 2 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero y en ningún caso dado es menos de 0.4 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes de polímero. En cualquier caso dado, el componente inorgánico modificado puede comprender por lo menos el 50% de fracción inorgánica, en el que la fracción inorgánica puede comprender óxido de un metaloide con cuatro electrones de valencia en su orbital p y perteneciente a elementos del grupo 14 de la tabla periódica.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el componente inorgánico modificado comprende óxido de un metaloide con cuatro electrones de valencia en su orbital p y perteneciente a elementos del grupo 14 del sistema periódico puede contener partículas con tamaño, distribución, forma y superficie variables de las partículas individuales y, además, dicho material inorgánico se puede preparar en una formulación cristalina, amorfa o similar a un gel. El tamaño y la distribución de las partículas juegan un papel importante en la determinación de la dureza, la resistencia a la
intemperie, la durabilidad, la rentabilidad, la resistencia mecánica mejorada y la resistencia a la abrasión y otras cualidades. Las partículas de metaloide que forman el componente inorgánico preferentemente pueden ser extremadamente pequeñas, es decir, no más de 500 nm en cualquier punto dado para facilitar la distribución uniforme y la potencia del látex de polímero.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el componente inorgánico modificado puede comprender, en cualquier caso dado, una fracción inorgánica, en el que la fracción inorgánica puede comprender un óxido de un metaloide con cuatro electrones de valencia en su orbital p y perteneciente a elementos del grupo 14 de la tabla periódica y en el que la fracción inorgánica comprende partículas con un tamaño en el intervalo de 10 nm a 100 nm. Dicha dispersión de nanopartículas modificadas del componente inorgánico se puede seleccionar de una pluralidad de productos comerciales disponibles de diversas dispersiones de nanopartículas elementales que incluyen pero no están limitadas a, dispersión de sílice coloidal, dispersión de sílice pirógena, Aerodisp W 7520 (dispersión acuosa de sílice pirógena hidrófila), Aerodisp WR 8520 (dispersión acuosa de sílice pirógena hidrófoba), NanoBYK 3620 (dispersión de nanopartículas de sílice tratada en la superficie), o cualquier combinación de los mismos.
Con referencia a la Figura 1, en una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánicoinorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una primera etapa la preparación de una pre-emulsión de mezcla (101) de monómero de compuestos orgánicos insaturados que contiene el grupo COOH, preferentemente de compuestos orgánicos con la fórmula general CH2=CHCOOH que incluyen sales, ésteres, ésteres de alquilo de dichos compuestos que incluyen pero no se limitan a ésteres de alquilo de C1 a C24 de ácido (met)acrílico tales como (met)acrilato de metilo; acrilato de etilo; (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de laurilo y (met)acrilato de estearilo; (met)acrilato de hidroxietilo; (met)acrilato de hidroxipropilo; alquenos como etileno; dienos tales como butadieno; estireno, alfa-metilestireno; estirenos de anillo sustituido; y (met)acrilonitrilo, (met)acrilato de alilo, ftalato de dialilo, dimetacrilato de 1,4-butilenglicol, diacrilato de 1,6-hexanodiol y divinilbenceno, (met)acrilamida; (met)acrilamidas sustituidas tales como (met)acrilamidas con grupos alfa-alquilo o arilo, o monómeros de ácido carboxílico de grupos N-alquilo o arilo tales como ácido (met)acrílico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido maleico, itaconato de monometilo, fumarato de monometilo, fumarato de monobutilo y anhídrido maleico; ácidos que contienen azufre tales como ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfónico y vinilsulfonato de sodio; y ácidos que contienen fósforo tales como (met)acrilato de 2-fosfoetilo o cualquier combinación de los mismos. Para formar la pre emulsión de la mezcla de monómeros, dichos monómeros se preparan en un medio de dispersión que puede ser preferentemente agua desmineralizada y con otros elementos esenciales como tensioactivos y agentes de transferencia de cadena. Las reacciones de transferencia de cadena reducen el peso molecular medio del polímero final y la presente invención describe el uso de mercaptanos y más particularmente terc-dodecilmercaptano como agente de transferencia de cadena preferido. El papel principal de los tensioactivos en la polimerización en emulsión es reducir la tensión interfacial, lo que permite la emulsión de monómeros reactivos y la formación de dispersiones coloidales estables de partículas de polímero de tamaño nanométrico. Además, como parte de la primera etapa, el procedimiento puede incluir la adición de un componente inorgánico modificado que comprende la formulación (102) de nanopartículas del óxido de un metaloide con cuatro electrones de valencia en su orbital p y perteneciente a elementos del grupo 14 de la tabla periódica con un tamaño en el intervalo de 10 nm a 100 nm. Dicha formulación de nanopartículas también se puede preparar usando agua desmineralizada como medio de dispersión y también se puede mezclar con la emulsión de monómeros.
En otra realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento de adición de una formulación modificada de nanopartículas del componente (102) inorgánico de polímero híbrido que comprende el óxido de un metaloide con cuatro electrones de valencia en su orbital p y pertenecientes a elementos del grupo 14 de la tabla periódica con un tamaño en el intervalo de 10 nm a 100 nm como parte de la primera etapa del procedimiento puede incluir una preparación separada de la dispersión de nanopartículas usando agua desmineralizada como medio de dispersión que se añade a una pre-emulsión de mezcla de monómeros preformada de compuestos orgánicos insaturados que contienen el grupo COOH, preferentemente de compuestos orgánicos con la fórmula general CH2=CHCOOH que incluyen sales, ésteres, ésteres de alquilo de dichos compuestos.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento de adición de formulación de nanopartículas modificadas del componente (102) inorgánico de polímero híbrido que comprende dispersión de nanopartículas de dicho componente se puede cargar junto con la pre-emulsión (101) de mezcla de monómeros como una alimentación separada simultáneamente usando la técnica de adición retardada (Figura 1a) a 82 grados Celsius o dicha dispersión de nanopartículas se puede añadir por medio de la pre-emulsión de mezcla de monómeros (Figura 1b) o dicha dispersión de nanopartículas se puede añadir previamente en la carga inicial de la caldera (104) del reactor (Figura 1c). La dispersión de nanopartículas modificada se puede preparar mediante modificación química o térmica y puede incluir una pluralidad de productos comerciales existentes que incluyen pero no están limitados a dispersiones de sílice coloidal, dispersiones de sílice pirógena, Aerodisp W 7520 (dispersión acuosa de sílice pirógena hidrófila), Aerodisp WR 8520 (dispersión acuosa de sílice pirógena hidrófoba), NanoBYK 3620 (dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente) o cualquier combinación de los mismos.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que la etapa inicial del procedimiento para la preparación de dicho látex puede incluir la preparación de la pre-emulsión (101) inicial de monómero puro (Sistema monofásico A) en agua desmineralizada de compuestos orgánicos insaturados que contienen el grupo COOH, preferentemente de compuestos orgánicos con la fórmula general CH2=CHCOOH que incluyen sales, ésteres, ésteres de alquilo de dichos compuestos y con el uso de agentes reductores de la tensión superficial convencionales como detergentes o emulsionantes o agentes humectantes.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una segunda etapa subsecuente preparar una disolución (103) de iniciador que comprende una dispersión de nanopartículas modificadas de componente (102) inorgánico obtenido en la primera etapa, pre-emulsión (101) de mezcla de monómeros orgánicos obtenida en la primera etapa y un compuesto que puede, mediante generación térmica de radicales libres, iniciar la polimerización de la pre-emulsión de mezcla de monómeros inicial. Dicho compuesto se puede seleccionar de una pluralidad de compuestos generadores de radicales conocidos en el presente estado de la técnica y pueden ser opcionalmente iones o compuestos que contienen los aniones SO42- o S2O82 -. Dicho procedimiento de polimerización por medio de la activación térmica de la formación de radicales libres se puede realizar a una temperatura de menos de 100 grados Celsius y más preferentemente a una temperatura de 82 grados Celsius. Dicho procedimiento en dicha segunda etapa puede incluir la adición de una semilla de polímero preexistente (semilla externa) en la carga (104) de la caldera que comprende polímeros preformados de compuestos orgánicos que contienen el grupo COOH, preferentemente de compuestos orgánicos con la fórmula general. CH2=CHCOOH que incluye sales, ésteres, ésteres de alquilo de dichos compuestos en los que dicha semilla externa puede contener componentes con un tamaño de partícula no superior a 60 nm y preferentemente comprender por lo menos 33% de sólidos.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que la polimerización de monómeros se puede llevar a cabo en presencia de agentes tensioactivos usando un sistema de iniciación Térmico o Redox. La temperatura de reacción se mantiene a una temperatura inferior a 100 grados Celsius. Se prefiere una temperatura de reacción entre 40 - 95 grados Celsius, más preferentemente entre 76 y 88 grados Celsius.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una segunda etapa preparar una disolución (103) de iniciador de un compuesto que incluye pero no se limita a la disolución de persulfato en agua desmineralizada para la activación térmica del procedimiento de polimerización junto con dicha dispersión de nanopartículas modificada de compuestos (102) inorgánicos, dicha pre emulsión (101) de mezcla de monómeros obtenida en la primera etapa y un látex de polímero acrílico preformado como semilla externa en la carga (104) de caldera que comprende por lo menos 33% de sólidos y un tamaño de partícula no superior a 60 nm y en el que dichas adiciones se llevan a cabo a una temperatura preferentemente de 82 grados Celsius y manteniendo además dicho látex de polímero a de 82 grados a 86 grados Celsius durante un período de por lo menos 30 minutos para formar el látex de polímero.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una tercera etapa subsiguiente asegurar que las trazas de monómeros también hayan reaccionado y polimerizado completamente. De este modo, dicha tercera etapa implica la adición de un compuesto chaser y un compuesto catalizador juntos, sistema (chaser-catalizador) (105), después de enfriar el látex de polímero de la etapa dos. El sistema de catalizador chaser usado en la presente invención puede comprender una disolución de una sal de un compuesto inorgánico de fórmula química S2O5 que incluye pero no está limitado a, una sal de sodio de dicho compuesto inorgánico y un iniciador de oxidación de polimerización por radicales que puede comprender una molécula terciaria ramificada de un peróxido a una concentración apropiada.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas de señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una tercera etapa enfriar el látex de polímero de la etapa dos a 70 grados Celsius seguido de la adición de un sistema de chaser-catalizador (105) que puede comprender metabisulfito de sodio e hidroperóxido de butilo terciario en una disolución acuosa al 70% para permitir que las trazas de monómero, si las hay, reaccionen y se polimericen.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una cuarta etapa subsecuente enfriar el látex de polímero completamente polimerizado a 45 grados Celsius seguido de neutralización con amoníaco a un pH en el intervalo de 9.5 - 10.5 y adición de por lo menos 2 partes por 100 partes de polímero en peso de aditivos posteriores (106) que mejoran ciertas propiedades en la composición del revestimiento como impermeabilización a la humedad, repulsión del agua y resistencia temprana al agua de la composición resultante y de la pintura en la que se usa. Los aditivos posteriores (106) pueden comprender polietileniminas típicas como Lupasol G 20, Lupasol G 35, Montrek PEI 6, Montrek PEI 18, Epomin SP 003, Epomin
SP 006, Epomin SP 012, Epomin SP 018, Corcat P12, Corcat P18 o cualquier combinación de los mismos. Dicho aditivo posterior puede comprender además aminas polifuncionales que comprenden productos de polimerización preparados a partir de acrilato o metacrilato de dimetilaminoetilo, acrilato o metacrilato de beta-aminoetilo; N-betaaminoetil-acrilamida o metacrilamida, N-(monometilaminoetil)-acrilamida o -metacrilamida, acrilato o metacrilato de N-(mono-n-butil)-4-25-aminobutilo, metacriloxietoxietilamina, o acriloxipropoxipropoxipropilamina, o acriloxipropoxipropoxipropilamina, metacrilato de 2-[4-(2,6-dimetilheptiliden)-amino]-etilo, metacrilato de 3-[2-(4-metilpentilidina)-amino]-propilo, metacrilato de beta-(bencilidenamino)-etilo; acrilato de 2-[4-(2,6-dimetilheptiliden)-amino]-etilo; metacrilato de 12-(ciclopentiliden-amino)-dodecilo, N-(1,3-dimetilbutilideno)-2-(2-metacriloxietoxi)-etilamina, N-(benciliden)-metacriloxietoxietilamina, N-(1,3-dimetilbutiliden)-2-(2-acriloxietoxi)-etilamina, o cualquier combinación de los mismos.
En una realización ejemplar, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que el procedimiento para la preparación de dicho látex de polímero puede incluir en una cuarta y última etapa la adición de por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero de aminas (106) polifuncionales como polietilenamina o productos de polimerización de aziridina o polietilenamina o una combinación de los mismos como aditivos posteriores a un pH de 9.5 a 10.5 después de la neutralización con amoniaco para dar como resultado una composición de revestimiento de polímero híbrido orgánico-inorgánico final.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero tiene propiedades que son apropiadas para su aplicación en pintura de alta durabilidad o pintura convencional. La aplicación de la pintura también está relacionada con otro parámetro llamado grosor de película húmeda. El grosor de la película húmeda es el grosor de la pintura húmeda o cualquier película de revestimiento que está basada en líquido. Es necesario medir el grosor de la película húmeda para identificar la cantidad de material que se necesita aplicar para lograr un grosor de película seca particular que brinde la mejor protección contra daños, desgaste y corrosión. El grosor húmedo alcanza su punto máximo justo después de la aplicación del revestimiento. Disminuye una vez que los compuestos volátiles y los disolventes de la película de revestimiento sufren evaporación. La presente invención describe un látex de polímero híbrido orgánicoinorgánico para su uso en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero se puede incorporar en una pintura para señalización de tráfico y se puede usar para pinturas de alta durabilidad con un grosor de película húmeda de 750 micrómetros o se puede usar para pinturas de tráfico convencionales con un grosor de película húmeda de hasta 500 micrómetros.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero puede poseer una durabilidad, longevidad, resistencia al frotamiento, propiedades a prueba de lluvia y humedad superiores, mayor tolerancia a la humedad y otras características tales como las medidas por varios sistemas de evaluación estándar. La American Society for Testing and Materials (ASTM) es una organización de estándares internacionales que desarrolla y publica estándares técnicos de consenso voluntario para una amplia gama de materiales, productos, sistemas y servicios. Una de tales características es el Ensayo de resistencia al frote húmedo y la ASTM ha desarrollado un método estándar para su evaluación en la ASTM D2486. Estos métodos de ensayo cubren un procedimiento para determinar la resistencia de las pinturas para paredes a la erosión causada por el frote, denominada en lo sucesivo "resistencia al frote". Otro ensayo estándar para evaluar la durabilidad y estabilidad de la pintura es la ASTM D711 para el ensayo de tiempo de no levantamiento. El método usa una rueda que consta de un cilindro de metal con juntas tóricas de goma. La rueda se hace rodar por una rampa sobre una película de pintura de tráfico recién aplicada repetidamente hasta que no hay transferencia de pintura a los anillos de goma. El tiempo transcurrido desde la aplicación de la película de pintura hasta el punto en que no se transfiere la pintura es el tiempo de no levantamiento. Otro estándar para evaluar la resistencia de la pintura de tráfico a la humedad, lluvia, corrosión por agua, etc. puede ser en forma de Ensayo de cohesión húmeda. Se registra el tiempo necesario para que la película de pintura se seque lo suficiente para soportar la presión. Cuanto menor sea el tiempo necesario para secar la película, mejor será la cohesión. Se deposita una película de pintura con un grosor de película húmeda de 500 micrómetros sobre una placa de vidrio y se deja secar a 24 ± 1 grado C, 65 ± 5% de humedad relativa usando una cámara de humedad. Subsecuentemente, se coloca una gota de agua destilada sobre la película de pintura, y después de esperar 60 segundos, la película de pintura se retuerce en el lugar donde se colocó la gota de agua, con el pulgar usando una presión aproximada de 4 kg. La pintura no debe presentar grietas ni deformaciones. El tiempo necesario para secar la película se registra como tiempo de cohesión húmeda.
En otra realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero puede contener un tamaño de partícula que varía de 50 nm a 500 nm y más específicamente puede contener un tamaño de partícula que varía de 150 nm a 250 nm. El tamaño de partícula del polímero se puede evaluar mediante el analizador de tamaño de partícula Brookhaven usando el principio de dispersión dinámica de la luz.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero puede proporcionar una resistencia mejorada al frote húmedo (ASTM D2486) en el intervalo de un factor de 1.5 a 2.4, es decir, en el intervalo de 3000 frotes a 4800 frotes debido a la integración y asociación homogénea del resto inorgánico en la estructura del polímero que se caracteriza por el hecho de que el ensayo se realiza con un aplicador de 175 micrómetros que tiene 4 tiras/medio de abrasión seguido
de 7 días de curado a temperatura ambiente.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero puede proporcionar un tiempo de no levantamiento reducido (ASTM D711) en el intervalo de 13 min a 20 min, caracterizándose por el hecho de que el ensayo se lleva a cabo en un aplicador de 750 micrómetros con secado a 24 ± 2°C y 60 ± 5% de humedad, se rueda adicionalmente con un rodillo de 5Kg con banda de caucho y finalmente se determina el tiempo en el que no se adhiere pintura a la banda de caucho.
En una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en el que dicho polímero puede poseer una temperatura de transición vítrea (Tg) ampliamente en el intervalo de 0 grados Celsius a 50 grados Celsius y más específicamente en el intervalo de 15 grados Celsius a 35 grados Celsius. La Tg es una de las propiedades más importantes de cualquier látex y es la región de temperatura en la que el polímero pasa de un material duro y vítreo a un material blando y gomoso y es de inmensa importancia, particularmente para la estabilidad, durabilidad y facilidad de aplicación de polímeros híbridos a usar en señalizaciones de tráfico.
Los siguientes ejemplos de las diversas realizaciones pueden revelar una comprensión más profunda de las diversas propiedades del látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico:
Ejemplo de referencia 1: Control negativo doble -[Ref. No. HDRMP-073A (Fig. 2)] - Sin componente inorgánico, sin aditivos de amina polifuncional
Procedimiento: A 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius seguido de la adición de 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada al reactor. Se añadieron las dos alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) preemulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 1A y 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada.
Tabla 1A:
Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada por separado y simultáneamente con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. Además, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.2. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 1B:
Tabla 1B:
Ejemplo de referencia 2: Sin componente inorgánico, aminas polifuncionales presentes [Ref. No. HDRMP-062A (Fig. 3)],
Procedimiento: A 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius. A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada. Se añadieron las dos alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) preemulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 2A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada
Tabla 2A:
Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada por separado y simultáneamente con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por 100 partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Al látex de polímero, se añade polietilenimina, 1 parte por 100 partes en peso de polímero, con agitación. Se añadió una
disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata.
El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 2B:
Tabla 2B
Ejemplo de referencia 3: Adición externa de componente inorgánico, aminas polifuncionales presentes [Ref. No.
HDRMP-076A (Fig. 4)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius. A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada. Se añadieron las dos alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) pre emulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 3A, y 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada.
Tabla 3A:
Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada por separado y
simultáneamente con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68-70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 a 10.5. Se añade externamente una dispersión de nanopartículas de sílice tratada en la superficie (1.5 partes en peso de polímero) al látex de polímero anterior con agitación. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por 100 partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Al látex de polímero, se añade polietilenimina, 1 parte por 100 partes en peso de polímero, con agitación. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 3B:
Tabla 3B
Ejemplo 4:1.5 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes en peso de polímero añadido durante la reacción, aminas polifuncionales presentes [Ref. No. HDRMP-039A (Fig. 5)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius. A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada. Se añadieron las tres alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) preemulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 4A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada, 3) 1.5 partes por cien partes de polímero de dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente diluida en proporción 1:2 con agua
Tabla 4A
El pH durante la reacción y después de completar la adición de la pre-emulsión de mezcla de monómeros estaba en el intervalo de 5-7. Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron por separado y simultáneamente 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por cien partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Al látex de polímero, se añade polietilenimina, 1 parte por 100 partes en peso de polímero, con agitación. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 4B:
Tabla 4B
Ejemplo 5: 0.75 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes en peso de polímero añadido durante la reacción, aminas polifuncionales presentes [Ref. No. HDRMP-043A (Fig. 6)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius.
A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada.
Se añadieron las tres alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) pre-emulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 5A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada y 3) 0.75 partes por cien partes de polímero de dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente diluida en proporción 1:2 con agua
Tabla 5A
El pH durante la reacción y después de completar la adición de la pre-emulsión de mezcla de monómeros estaba en el intervalo de 5-7. Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron por separado y simultáneamente 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de una disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por cien partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Al látex de polímero se le añade polietilenimina, 1 parte por 100 partes en peso de polímero, bajo agitación. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 5B:
Tabla 5B
Ejemplo 6: 1 parte de componente inorgánico modificado por 100 partes en peso de polímero añadido durante la reacción, aminas polifuncionales presentes [Ref. No. HDRMP-075A (Fig. 7)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius. A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada. Se añadieron las tres alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) pre emulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 6A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada, 3) 1 parte en cien partes de polímero de dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente diluida en proporción 1:2 con agua
Tabla 6A
El pH durante la reacción y después de completar la adición de la pre-emulsión de la mezcla de monómeros estaba en el intervalo de 5-7. Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron por separado y simultáneamente 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por cien partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Al látex de polímero se le añade polietilenimina, 1 parte por 100 partes en peso de polímero, bajo agitación. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 6B:
Tabla 6B
Ejemplo 7: 1.25 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes en peso de polímero añadido durante la reacción, aminas polifuncionales presentes [Ref. No. HDRMP-071A (Fig. 8)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex de semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor. El contenido se calentó a 82 grados Celsius.
A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada.
Se añadieron las tres alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) pre-emulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 7A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada, 3) 1.25 partes sobre cien partes de polímero de dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente diluida en proporción 1:2 con agua.
Tabla 7A
El pH durante la reacción y después de completar la adición de la pre-emulsión de mezcla de monómeros estaba en el intervalo de 5-7. Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron por separado y simultáneamente 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por cien partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Al látex de polímero, se añade polietilenimina, 1 parte por 100 partes en peso de polímero, con agitación. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 7B
Tabla 7B
Ejemplo 8: 0.75 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes en peso de polímero añadido durante la reacción, sólo se añade polietilenamina. [Ref. No. HDRMP-074A (Fig. 9)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor, el contenido se calentó a 82 grados Celsius. A continuación, se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada. Se añadieron las tres alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) preemulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la Tabla 8A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada, 3) 0.75 partes por cien partes de polímero de dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente diluida en proporción 1:2 con agua
Tabla 8A
El pH durante la reacción y después de completar la adición de la pre-emulsión de mezcla de monómeros estaba en el intervalo de 5-7. Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron por separado y simultáneamente 0.6 g de hidroperóxido de butilo
terciario con 3 g de agua desmineralizada con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añade una disolución de polietilenamina, 2 partes por cien partes en peso de polímero, al látex de polímero anterior con agitación. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 8B Tabla 8B
Ejemplo de referencia 9: 0.75 partes de componente inorgánico modificado por 100 partes en peso de polímero presente, sin adición de aminas polifuncionales [Ref. No. HDRMP-072A (Figura 10)]
Procedimiento: a 200 g de agua desmineralizada, se añadieron 24 g de látex semilla de polímero acrílico externo (contenido de sólidos por lo menos 33%, diámetro medio de partícula 50 nm) en un reactor de vidrio. Se disolvieron 2.5 g de bicarbonato de sodio en 50 g de agua desmineralizada y se añadieron al reactor, el contenido se calentó a 82 grados Celsius. A continuación se añadieron al reactor 20 g de una disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada. Se añadieron las tres alimentaciones siguientes durante un período de 3 horas: 1) pre emulsión de mezcla de monómeros como se menciona en la tabla 9A, 2) 100 g de disolución al 2% de persulfato de potasio en agua desmineralizada y 3) 0.75 partes en cien partes de polímero de dispersión de nanopartículas de sílice tratada superficialmente diluida en proporción 1:2 con agua
Tabla 9A:
El pH durante la reacción y después de completar la adición de la pre-emulsión de mezcla de monómeros estaba en el intervalo de 5-7. Al final de la alimentación de la pre-emulsión de mezcla de monómeros y la disolución de iniciador, el contenido del reactor se mantuvo a 82 grados Celsius durante 1 hora, a continuación se enfrió parcialmente a 70 grados Celsius y se añadieron por separado y simultáneamente 0.6 g de hidroperóxido de butilo terciario con 3 g de agua desmineralizada con una disolución de 0.4 g de metabisulfito de sodio en 10 g de agua desmineralizada. El látex de polímero formado se mantuvo durante 1 hora a 68 - 70 grados Celsius para permitir la reacción de trazas de monómero. A continuación, el látex de polímero se enfrió por debajo de 40 grados Celsius y se añadieron 15 g de disolución de hidróxido de amonio al 25% para proporcionar un pH final de 9.8 - 10.5. Se añadió una disolución de 1.5 g de conservante Acticide SPX en 5 g de agua al látex de polímero para su conservación en lata. El látex de polímero resultante tiene las siguientes propiedades contenidas en la Tabla 9B
Tabla 9B
En una realización, la invención se refiere a un método de aplicación de una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico. El método de aplicación puede comprender aplicar sobre dicha superficie de la carretera una composición de pintura para tráfico que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido en un vehículo evaporable acuoso, en el que dicho látex de polímero híbrido comprende: a) una fracción orgánica compuesta por un polímero en el que el contenido total de sólidos de los ingredientes constituyentes es por lo menos el 45% p/p, b) un componente inorgánico modificado que comprende una fracción inorgánica compuesta por una dispersión de nanopartículas de un óxido de un metaloide del Grupo 14 de la tabla periódica que tiene 4 electrones de valencia en su orbital p, en el que la fracción inorgánica en dicho látex es por lo menos 0.4 partes por 100 partes en peso de polímero o más, y se caracteriza por el hecho de que el látex de polímero híbrido comprende la integración y asociación homogénea del resto inorgánico con el polímero, y c) aminas polifuncionales como polietilenamina o productos de polimerización de aziridina o una combinación de los mismos que es por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero, y se caracteriza por el hecho de que dicho látex de polímero híbrido tiene una temperatura de transición vítrea entre el intervalo de 0 grados Celsius a 60 grados Celsius y más preferentemente en el intervalo de 15 grados Celsius y 35 grados Celsius. El método de aplicación puede comprender además evaporar dicho vehículo evaporable acuoso para formar dicha señalización de tráfico de alta durabilidad en dicha superficie de la carretera, caracterizándose por el hecho de que dicha pintura para señalización de tráfico de alta duración tiene un tiempo de no levantamiento estimado usando la ASTM D711 con un aplicador de 750 micrómetros en el intervalo de 13 min a 20 min a 60 ± 5% de humedad, un tiempo de no levantamiento estimado usando la ASTM D711 con aplicador de 500 micrómetros en el intervalo de 07 min a 11 min a 60 ± 5% de humedad, y una resistencia al frote húmedo estimada usando la ASTM D2486 de hasta
4800 frotes.
En otra realización, la invención se refiere a un método de aplicación de una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico, en la que el método de aplicación puede comprender todo el equipo usado para la aplicación de pinturas a aplicar sobre hormigón o sustrato de mampostería, que incluye, pero no está limitado a, equipos de pulverización convencionales o equipos hechos de acero inoxidable, o pistola de pulverización sin aire o cualquier combinación de los mismos.
En otra realización, la invención se refiere al método de aplicación de una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico, en la que el método de aplicación puede comprender ingredientes de pintura que incluyen, pero no están limitados a, modificadores de reología, pigmentos, extensores, agentes dispersantes, agentes humectantes, estabilizadores de congelación y descongelación, agentes coalescentes, conservantes, agentes desespumantes, agentes antiespumantes, agentes secantes, disolventes de rápida evaporación, perlas de vidrio (reflectores) o cualquier combinación de los mismos. En otra realización, la invención se refiere a un método de aplicación de una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico, en la que el método de aplicación puede comprender una etapa de evaporación de la sustancia volátil después de la aplicación en la superficie de la carretera en la que, el pH de la composición se puede reducir tras la evaporación de la base volátil y además se puede reducir hasta un punto en el que puede comenzar la protonación de la poliamina y poliimina y puede convertir en catiónica la poliamina o poliimina o una mezcla de las mismas.
En otra realización, la invención se refiere a un método de aplicación de una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido orgánico-inorgánico, en la que el método de aplicación puede acelerar el proceso de secado de la pintura combinando polímero catiónico con emulsión de polímero estabilizada aniónicamente.
Con referencia a la Figura 11, en una realización, la invención se refiere a un látex de polímero híbrido orgánicoinorgánico a usar en pinturas para señalización de tráfico en la que el látex comprende integración y asociación homogénea del resto inorgánico en la estructura del polímero. La figura representa los resultados de microscopía electrónica de transmisión de dicho polímero en la que el látex de polímero a una escala de 1000 nm no está aglomerado y está integrado y asociado de manera homogénea con el látex de polímero a pesar de la presencia de por lo menos 0.4 partes de nanopartículas modificadas de la fracción inorgánica que comprende un óxido de un metaloide del grupo 14 de la tabla periódica que tiene cuatro electrones de valencia en su orbital p por 100 partes del polímero en peso.
Claims (15)
1. Un látex de polímero híbrido que comprende:
a) una fracción orgánica que comprende un polímero en el que el contenido total de sólidos de los ingredientes constituyentes es por lo menos el 45% p/p del látex de polímero híbrido,
b) un componente inorgánico modificado que comprende por lo menos el 50% de una fracción inorgánica que comprende una dispersión de nanopartículas de un óxido de un metaloide del Grupo 14 de la tabla periódica que tiene cuatro electrones de valencia en su orbital p, y en el que el componente inorgánico modificado en dicho látex de polímero híbrido está en una cantidad de por lo menos 0.4 partes por 100 partes en peso del polímero, el látex de polímero híbrido comprende la integración y asociación homogénea del componente inorgánico modificado con la fracción orgánica, y
c) aminas polifuncionales que incluyen polietilenamina, productos de polimerización de aziridina o una combinación de los mismos en el que dichas aminas polifuncionales están presentes en una cantidad de por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero, en el que:
dicho látex de polímero híbrido tiene una temperatura de transición vítrea que varía de 15 grados Celsius a 35 grados Celsius.
2. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 1, en el que dicha fracción orgánica comprende un producto de polimerización de compuestos orgánicos insaturados que contienen un grupo COOH, y en el que la fracción orgánica comprende compuestos orgánicos que tienen una fórmula general de CH2=CHCOOH que incluyen sales, ésteres y/o ésteres de alquilo de los mismos, y en el que la fracción orgánica incluye además productos de autopolimerización de los compuestos orgánicos, así como copolímeros formados por la combinación de dichos compuestos orgánicos y monómeros de otros compuestos que comprenden estireno, acetato de vinilo y/o butadieno.
3. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 2, en el que dicho compuesto orgánico comprende una resina acrílica que comprende por lo menos uno de metacrilato de metilo, acrilato de butilo y ácido (met)acrílico.
4. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 1, en el que dicha fracción inorgánica comprende una dispersión de nanopartículas de un óxido del elemento seleccionado por lo menos del grupo de metaloides que se encuentran en el Grupo 14 de la tabla periódica, y en el que dicha fracción inorgánica está modificada térmica o químicamente.
5. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 1, en el que dichas aminas polifuncionales comprenden una combinación de polietilenamina y productos de polimerización de aziridina, en el que dichos productos de polimerización de aziridina comprenden por lo menos una polialquilenimina, comprendiendo la polialquilenimina una polietilenimina lineal, una polietilenimina ramificada o una combinación de las mismas.
6. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 1, en el que la composición comprende partículas que tienen un tamaño que varía de 50 nm a 500 nm.
7. Un procedimiento para obtener un látex de polímero híbrido que comprende:
preparar una pre-emulsión de mezcla de monómeros inicial (Sistema Bifásico A) en agua desmineralizada de compuestos orgánicos insaturados que contienen el grupo COOH, y con agentes reductores de tensión superficial que comprenden detergentes, emulsionantes y/o agentes humectantes,
preparar una alimentación de dispersión inorgánica inicial (Sistema Bifásico B) mezclando un componente inorgánico modificado química o térmicamente que comprende por lo menos el 50% de una fracción inorgánica, comprendiendo la fracción inorgánica una dispersión de nanopartículas de un óxido de un elemento que tiene 4 electrones en su orbital externo en agua desmineralizada,
preparar una disolución de iniciador (Disolución C) para la polimerización mezclando un compuesto en agua desmineralizada en el que dicho compuesto por medio de la generación térmica de radicales libres inicia la polimerización de la pre-emulsión inicial,
añadir la Disolución C simultáneamente con el Sistema Bifásico A y el Sistema Bifásico B a 82 grados Celsius a un látex de polímero acrílico preformado usado como semilla externa que comprende por lo menos 33% de sólidos con un tamaño de partícula máximo de 60 nm (Látex semilla D) para formar látex de polímero E,
mantener la temperatura a 82-86 grados Celsius durante por lo menos 30 minutos,
enfriar el látex de polímero E a 70 grados Celsius seguido de la adición de un sistema chaser catalizador que comprende una disolución de hidroperóxido de butilo terciario simultáneamente con una disolución de metabisulfito de sodio reaccionando por ello trazas de monómero, y
enfriar el látex de polímero E a 45 grados Celsius seguido de neutralización con amoníaco hasta un pH que varía
de 9.5 a 10.5 y añadir por lo menos 2 partes por 100 partes de polímero en peso de aminas polifuncionales que comprenden polietilenamina, productos de polimerización de aziridina o polietilenamina, o una combinación de los mismos como aditivos posteriores para dar como resultado un látex de polímero híbrido final (látex de polímero F).
8. El procedimiento para obtener el látex de polímero híbrido en la reivindicación 7, en el que dichos monómeros de la pre-emulsión comprenden por lo menos uno de metacrilato de metilo, acrilato de butilo y ácido (met)acrílico.
9. El procedimiento para obtener el látex de polímero híbrido en la reivindicación 7, en el que dicho componente inorgánico modificado comprende una fracción inorgánica que tiene una forma coloidal o pirógena de una dispersión de nanopartículas del óxido de un elemento del grupo de metaloides que se encuentran en el Grupo 14 de la tabla periódica que tiene cuatro electrones de valencia en su orbital p.
10. El procedimiento para obtener el látex de polímero híbrido en la reivindicación 7, en el que los compuestos usados para preparar la disolución de iniciador (Disolución C) comprenden iones o compuestos que contienen aniones SO42- o S2O82 -.
11. El procedimiento para obtener el látex de polímero híbrido de la reivindicación 7, en el que dichos productos de polimerización de aziridina como aditivos posteriores comprenden polialquileniminas.
12. El procedimiento para obtener el látex de polímero híbrido en la reivindicación 7, en el que dicho componente inorgánico modificado comprende por lo menos el 50% de una fracción inorgánica, la fracción inorgánica que comprende la fracción inorgánica de nanopartículas (Sistema Bifásico B) se añade mediante una técnica de adición retardada o se pre-mezcla con la pre-emulsión de mezcla de monómeros inicial (Sistema Bifásico A) o se añade previamente a una carga de caldera antes de la adición de la pre-emulsión de mezcla de monómeros (Sistema Bifásico A).
13. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 1, en el que dicho látex es una pintura duradera con un grosor de película húmeda de 750 micrómetros o es una pintura para tráfico con un grosor de película húmeda de hasta 500 micrómetros.
14. El látex de polímero híbrido de la reivindicación 1, en el que dicho látex de polímero híbrido tiene una resistencia al frote húmedo (ASTM D2486) de 3000 a 4800 frotes con un aplicador de 175 micrómetros, y dicho látex de polímero híbrido tiene un tiempo de no levantamiento (ASTM D711) en el intervalo de 13 minutos a 20 minutos con aplicador de 750 micrómetros, y dicho látex de polímero híbrido tiene una cohesión en húmedo de entre 76 minutos y 132 minutos a una temperatura de 24 ± 2°C y una humedad de 65 ± 5%.
15. Un método para producir una pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad en la superficie de una carretera que comprende:
aplicar sobre dicha superficie de la carretera una composición de pintura para tráfico que comprende por lo menos un látex de polímero híbrido en un vehículo evaporable acuoso, en el que dicho vehículo evaporable acuoso comprende una cantidad de una base volátil capaz de desprotonar componentes catiónicos de dicho látex de polímero híbrido, y en el que dicho polímero híbrido el látex comprende:
a) una fracción orgánica compuesta por un polímero en el que el contenido total de sólidos de los ingredientes constituyentes es por lo menos del 45% p/p,
b) un componente inorgánico modificado que comprende por lo menos el 50% de una fracción inorgánica que comprende una dispersión de nanopartículas de un óxido de un metaloide del Grupo 14 de la tabla periódica que tiene cuatro electrones de valencia en su orbital p, y en el que el componente inorgánico modificado en dicho látex de polímero híbrido está en una cantidad de por lo menos 0.4 partes por 100 partes en peso del polímero, el látex de polímero híbrido comprende la integración y asociación homogénea del componente inorgánico modificado con la fracción orgánica, y
c) aminas polifuncionales que comprenden polietilenamina, productos de polimerización de aziridina o una combinación de los mismos que comprenden por lo menos 2 partes por 100 partes en peso del polímero, y el látex de polímero híbrido que tiene una temperatura de transición vítrea que varía de 0 grados Celsius a 60 grados Celsius,
y evaporar dicho vehículo evaporable acuoso para formar dicha señalización de tráfico de alta durabilidad en dicha superficie de la carretera,
dicha pintura para señalización de tráfico de alta durabilidad tiene un tiempo de no levantamiento estimado usando la ASTM D711 con un aplicador de 750 micrómetros en el intervalo de 13 min a 20 min a 60 ± 5% de humedad y una resistencia al frote húmedo estimada usando la ASTM D2486 de 3000 a 4800 frotes con aplicador de 175 micrómetros.
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