ES A1 C04B 41/48 ( ) C04B 26/06 ( ) C09D 133/06 ( ) C04B 14/04 ( ) C09D 5/08 ( ) C04B 14/20 (2006.

Transcripción

1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Número de solicitud: Int. Cl.: C04B 41/48 (06.01) C04B 26/06 (06.01) C09D 133/06 (06.01) C04B 14/04 (06.01) C09D /08 (06.01) C04B 14/ (06.01) 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 Fecha de presentación: Solicitante/s: CIN-CORPORAÇAO INDUSTRIAL DO NORTE, S.A. Apartado Maia, PT Prioridad: PT Fecha de publicación de la solicitud: Inventor/es: Pinheiro de Sousa Nogueira, José Luís; Carvalho Carneiro, Catarina de; Amílcar Araújo Lopes, Vasco y Magalhaes Mendes, Adélio Miguel 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: Agente: Carvajal y Urquijo, Isabel 4 Título: Revestimiento acrílico monocomponente en base acuosa para la protección del hormigón con pintura. ES A1 7 Resumen: Revestimiento acrílico monocomponente en base acuosa para la protección del hormigón con pintura, particularmente de hormigón armado, en base acuosa de tipo monocomponente, listo al uso. Este revestimiento une su función decorativa a un excelente resultado en la protección de estructuras de hormigón contra agentes corrosivos presentes en la atmósfera -cumple la Norma EN Además de los criterios especificados en esta Norma, este revestimiento garantiza una permeabilidad a los iones cloruro extremadamente baja, pudiendo comparar su resultado al de los productos en base disolvente tradicionalmente utilizados para el mismo fin. Este revestimiento presenta un acabado de bajo brillo y posee una elevada elasticidad. Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, Madrid

2 ES A1 DESCRIPCIÓN Revestimiento acrílico monocomponente en base acuosa para la protección del hormigón con pintura. Campo de la invención El presente invento se refiere a un revestimiento acrílico para la protección del hormigón, particularmente de hormigón armado, en base acuosa y de tipo monocomponente Este tipo de revestimiento es de extrema importancia en el área de la protección de estructuras de hormigón, como son: puentes, fachadas, etc., pues permite su conservación a lo largo de los años, evitando su degradación precoz y reduciendo los costes de mantenimiento. Antecedentes de la invención A lo largo de los años, ha sido creciente la preocupación por la protección del hormigón armado contra la penetración de agentes corrosivos. De esta forma, los revestimientos destinados a esta aplicación deberán unir la función decorativa a la función de protección anticorrosiva. Algunos productos en base disolvente presentan un buen resultado en esta área. Pero, debido a que la sociedad evoluciona en la idea de protección del medio ambiente, es esencial sustituir estos productos por productos en base agua. El hormigón, cuando es utilizado en ambientes de agresividad normal, puede ser considerado, desde el punto de vista de la corrosión, bastante inerte. No obstante, cuando está armado y/o en contacto con ambientes químicamente agresivos, debe ser protegido para evitar su degradación. El hormigón proporciona al acero de las armaduras una excelente protección, pero la presencia de agentes corrosivos en el medio ambiente o su adición durante la fabricación del hormigón, pueden destruir la pasivación del acero, inducida por el hormigón, originando la corrosión de las armaduras. Este fenómeno puede ocurrir de varios modos: corrosión localizada, corrosión generalizada o corrosión localizada bajo tensión. De entre los varios agentes corrosivos, destacan los iones cloruro, el dióxido de carbono, el agua y el vapor de agua. La presencia de los iones cloruro es especialmente importante, ya que promueve la corrosión de las armaduras, aún en condiciones de alcalinidad elevada. Los iones cloruro son considerados la principal causa de corrosión prematura de las armaduras del hormigón. Los orígenes de estos iones en el hormigón pueden ser internas -aditivos adicionados en la propia fabricación del hormigón- o externas -proximidad en ambientes marinos-. El origen interno puede ser fácilmente controlado por la reglamentación, la externa es más preocupante. Los sucesivos mojados y secados en la superficie del hormigón, particularmente en estructuras expuestas en ambientes marinos, originan además, un enriquecimiento adicional de los cloruros a la superficie. En estos casos, la calidad del revestimiento de la superficie del hormigón tiene una mayor importancia, si se compara con otras situaciones menos agresivas. La carbonatación del hormigón es un fenómeno que ocurre debido a la reacción del dióxido de carbono (CO 2 ) existente en el aire, con el hidróxido de calcio (Ca (OH) 2 ), que se forma por la hidratación del cemento, originando carbonato de calcio (CaCO 3 ). La ecuación de la reacción química de la carbonatación es: Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O 6 Este fenómeno tiene inicio en la superficie del hormigón y prosigue en profundidad, a medida que el aire penetra por difusión a través del sistema capilar del mortero de cemento hasta llegar al nivel de las armaduras. La velocidad de carbonatación está condicionada por la velocidad de difusión del dióxido de carbono hasta el interior del hormigón. Esta difusión depende, por un lado, de la calidad del hormigón y, principalmente, de su grado de porosidad y de conexión entre los poros y por otro lado depende de factores ambientales tales como la temperatura y la humedad. El agua es un factor clave en la corrosión del hormigón, ya que disuelve sales y gases que atacan la superficie, provoca la erosión del hormigón, congela los poros superficiales y provoca fisuración, reduce las propiedades de aislamiento de las paredes y cuando penetra en el hormigón provoca la aparición de humedad en el interior de los edificios. De este modo, para proteger el hormigón, los revestimientos deben proporcionar el mejor efecto barrera posible al agua. Esta barrera debe impedir que el agua líquida penetre en la superficie, pero debe permitir que el vapor de agua, eventualmente presente en el interior del hormigón, salga a través de la película del revestimiento. Obtener esta barrera es un proceso delicado ya que un exceso de permeabilidad al vapor de agua conduce normalmente a una 2

3 ES A1 baja impermeabilidad al agua líquida; un exceso de impermeabilidad conduce normalmente a una pequeña capacidad de la pared para respirar, dando un eventual ampollamiento de la pintura. Este ampollamiento tiene origen en el aumento de presión dentro de la pared resultado de la evaporación parcial del agua en su interior. Un revestimiento acuoso que proteja el hormigón contra los agentes corrosivos arriba referenciados es fundamental. Debido a que la fisuración de la película del revestimiento podría comprometer la protección del hormigón, se desarrolló un producto que además de su fuerte impermeabilidad a los iones cloruro, al dióxido de carbono, al agua líquida así como a su permeabilidad al vapor de agua, presenta una elevada elasticidad. Su bajo brillo satisface también los requisitos de los productos para fachadas. Otra de las ventajas de este revestimiento es el hecho de ser un producto de tipo monocomponente, o sea, un producto listo al uso, reduciendo el riesgo de error en la preparación de la mezcla de productos de dos componentes y facilitando su aplicación. Actualmente existen pocas patentes referentes a revestimientos acuosos de protección de estructuras de hormigón. 1 2 En Junio de 03, fue divulgado en Rusia un producto de dos componentes a base de resina epoxídica (RU2688) y en Abril de 01, una pintura de poliestireno (RU21691) con la finalidad de proteger el hormigón. Estos dos productos difieren del revestimiento anteriormente descrito en el tipo de ligante utilizado, teniendo en cuenta además, que el primero es un producto de dos componentes. En Japón, en Abril de 1996, fue divulgado un revestimiento acuoso para la protección del hormigón compuesto por una mezcla, en proporciones variables, de una solución acuosa de silicatos con una hidrólisis de elevado peso molecular (JP809199). El revestimiento descrito en el presente invento no posee hidrólisis ni ninguna solución acuosa de silicatos. En Febrero de 1979 fue divulgado, en Japón, un revestimiento acrílico, para la protección del hormigón, (JP21418), que difiere del revestimiento de la invención por incluir en su formulación pequeñas fibras y por incorporar burbujas de aire. Descripción de la invención El presente invento se refiere a un revestimiento acrílico de pintura para protección del hormigón, acuoso y de tipo monocomponente. Dadas las necesidades del mercado y los requisitos para la protección del hormigón, este producto tiene un acabado de bajo brillo y presenta una elevada elasticidad. La formulación de este revestimiento de pintura está formada de una dispersión de un ligante (resina) acrílica, agua, pigmentos, cargas y diversos aditivos. Las proporciones de cada constituyente de la formulación fueron estudiadas de forma que el revestimiento posea las características requeridas para la protección del hormigón, así como una buena aplicabilidad, según diversos métodos de aplicación: pistola airless, brocha y rodillo. La naturaleza del ligante conjuntamente al PVC (Pigment Volume Concentration) es de elevada importancia para el buen resultado del revestimiento. La naturaleza de las cargas utilizadas, también debe ser cuidadosamente seleccionada, siendo preferible el uso de cargas laminares, ya que originan una película seca impermeable al agua líquida. Los aditivos presentes en la formulación deben garantizar que el producto va a presentar características biocidas (fungicidas y algicidas) y no van a sedimentar ni a presentar separación de fases. Los agentes reológicos utilizados aseguran que este revestimiento no descuelga para el espesor húmedo recomendado, ni salpica durante la aplicación a rodillo. Descripción detallada de la invención El presente invento se refiere a un revestimiento acrílico de pintura con excelente resultado para la protección del hormigón, en base acuosa y listo al uso. El ligante utilizado en esta formulación, Carboset XPE 7147 (Noveon TM ), se caracteriza por ser una emulsión acrílica, con elevada resistencia química, al agua y a la intemperie. Presenta un tamaño de partícula reducido y proporciona al producto una óptima aplicabilidad y nivelación. Este ligante no presenta tendencia al amarilleamiento. Está constituido por aproximadamente un 47% de sólidos en peso. En la formulación del revestimiento de pintura referida en el ejemplo 1, este constituyente está presente en p/p (partes por peso), pero su cantidad en una formulación puede variar entre y 70 p/p. El pigmento presente en esta formulación es dióxido de titanio, rutilo, revestido con alúmina, sílice y compuestos orgánicos (Ti-Pure Rutile R-706 de Dupont TM ). Este pigmento tiene una elevada fuerza colorante. Su contenido en la formulación presentada en el Ejemplo 1 es de p/p pero puede variar entre 2 y p/p. También puede ser utilizada cualquier combinación de dióxido de titanio con otros pigmentos orgánicos y/o inorgánicos. 3

4 ES A1 Algunas de las cargas utilizadas en este revestimiento de pintura, se caracterizan por ser laminares, confiriendo elevada protección del sustrato. 1 En esta formulación están presentes sulfato de bario, Micro de Sachtleben, talco, Luzenac M0 del Grupo Luzenac y mica, Micro Mica W1 de Norwegian Talc AS. En la formulación del Ejemplo 1 el sulfato de bario entra en p/p, el talco en 9 p/p y la mica en 3,8 p/p. No obstante, la teoría de estas cargas puede variar entre 2 e p/p, para cada una de ellas. Como aditivos, la formulación referida en el Ejemplo 1 presenta agentes reológicos, biocidas (fungicidas), controladores de ph, antiespumantes, glicoles, dispersantes, coalescentes, plastificantes e inhibidores de la corrosión. Cada uno de estos aditivos entra en la formulación en cantidades inferiores a p/p. Los agentes reológicos utilizados deben ser escogidos de forma que haya un compromiso entre los que actúan en las altas y en las bajas tensiones de corte. Solo de esta forma se puede garantizar que el producto no va a presentar sedimentación ni separación de fases y no tendrá tendencia para salpicar en la aplicación a rodillo, permitiendo obtener el espesor húmedo requerido, con una buena nivelación y sin descuelgues. El valor del PVC debe ser cuidadosamente analizado ya que influye en el resultado del revestimiento. Así, el PVC de la formulación del Ejemplo 1 es 22%. El producto del Ejemplo 1 presenta los siguientes parámetros: Relación pigmento/ligante ,8 2 Porcentaje de sólidos en volumen ,1 Porcentaje de sólidos en peso ,7 Contenido en Compuestos Orgánicos Volátiles (g.l 1 ) ,8 3 El revestimiento de pintura relativo al Ejemplo 1 presenta valores de permeabilidad a los iones cloruro inferiores a 9 x 16 m 2.s 1. La Norma UNE 4-2 dice que cuando la permeabilidad al agua líquida es inferior a 0,1 kg.m 2.h 0,, no debe esperarse que el revestimiento sea permeable a los iones cloruro y deja al criterio de cada país la fijación del valor máximo permitido para la permeabilidad a los iones cloruro. Así, en Portugal, el exigido es una permeabilidad a estos iones inferior a 1 x 14 m 2.s 1. En relación a la permeabilidad al dióxido de carbono, este revestimiento (Ejemplo 1) presenta un espesor de capa de aire equivalente (S d ) superior a 0 µm, mientras que la Norma UNE 4-2 solo exige que sea superior a 0 m. 4 0 De acuerdo con la Norma EN 4-2, este revestimiento de pintura deberá ser clasificado como impermeable al agua líquida, pues presenta valores inferiores a 0,1 kg.m 2.h 0,. En relación al vapor de agua y de acuerdo con la Norma arriba referida, este revestimiento de pintura está clasificado como perteneciente a la clase I (S d inferior a m), o sea, permeable al vapor de agua. El brillo de este producto (Ejemplo 1), medido con un ángulo de 8º (EN ISO 2813), es aproximadamente de 16 Unidades de Brillo (UBr) cuando es aplicado en vidrio y es inferior a UBr cuando es aplicado sobre soportes como hormigón o fibrocemento. Siendo así considerado un acabado mate. La elasticidad de este producto (Ejemplo 1) fue determinada para varios espesores y a dos temperaturas diferentes. Una película de este revestimiento con aproximadamente µm secas presenta a 23ºC una elongación a la ruptura del orden del 0% y a 12ºC del orden de 0%. Los otros requisitos presentes en la Norma EN 4-2 (adherencia, resistencia a los álcalis de los ligantes hidráulicos, resistencia a la abrasión, coeficiente de carbonatación y resistencia al envejecimiento) son cumplidos por este revestimiento, pudiendo así ser clasificado como un producto para la protección del hormigón. Todas las características evaluadas por este revestimiento fueron ejecutadas de acuerdo con las normas en vigor. Este revestimiento puede ser producido en varios colores. El espesor total recomendado para este revestimiento puede variar entre las 80 y las 170 µm. 6 Este producto es listo al uso, funcionando como película de acabado. Cuando está diluido con agua, también puede ser utilizado como imprimación. La temperatura mínima de Formación de Película (TMFP) para este revestimiento es de 3ºC. 4

5 ES A1 De acuerdo con la Directiva 04/42/CE del parlamento Europeo y del Consejo de la Unión Europea, del 21 de Abril de 04, este revestimiento puede ser clasificado como un producto de revestimiento de alto desempeño monocomponente, de base acuosa. Esta directiva restringe las emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) resultantes de la utilización de disolventes orgánicos en determinadas pinturas y barnices decorativos utilizados en trabajos de arquitectura y en productos para el repintado de vehículos. Así, con el valor de COVs presentado por este producto es inferior a 1 g-l 1, cumpliendo las fases de implementación I (07) y II (), previstas por esta directiva. Ejemplo 1 La siguiente formulación puede ser considerada como una formulación orientativa de este producto. Las cantidades abajo indicadas van expresadas en p/p (partes en peso)

6 ES A1 REIVINDICACIONES 1. Un revestimiento monocomponente acrílico en base acuosa para la protección de hormigón caracterizado porque comprende: a. a 70 p/p de un ligante acrílico; b. 2 a p/p de un pigmento; c. 2 a p/p de una carga laminar de tipo sulfato de bario; d. 2 a p/p de una carga laminar de tipo talco; e. 2 a p/p de una carga laminar de tipo mica; y f. hasta p/p de aditivos. 2. El revestimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el ligante es una emulsión acrílica con una elevada resistencia química al agua y a la intemperie, y un tamaño de partícula reducido, con 47% de sólidos en peso. 3. El revestimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el pigmento comprende dióxido de titanio, rutilo, revestido con alúmina, sílice y compuestos orgánicos y cualquier combinación de dióxidos de titanio con otros pigmentos orgánicos y/o inorgánicos. 4. El revestimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los aditivos comprenden agentes reológicos, biocidas, en particular fungicidas, controladores de ph, antiespumantes, glicoles, dispersantes, coalescentes, plastificantes e inhibidores de corrosión.. El revestimiento, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende 12, p/p de agua,,0 p/p de dióxido de titanio, 9,0 p/p de talco, 4,0 p/p de mica, 6,0 p/p de sulfato de bario,,0 p/p de ligante, 4,0 p/p de glicol, 0,6 p/p de antiespumante, 0, p/p de dispersante, 0,1 p/p de fungicida, 0,7 p/p de coalescente, 0,2 p/p de plastificante, 0,6 p/p de inhibidor de la corrosión, 1,6 p/p de agente reológico y 0,2 p/p de controlador del ph. 6. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene una permeabilidad a los iones cloruro inferior a 1 x 14 m 2.s El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene permeabilidad al vapor de agua, presentando un espesor de capa de aire equivalente S d inferior a m. 8. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene una permeabilidad al agua líquida inferior a 0,1 kg.m 2.h 0,. 9. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque es recomendado para un espesor seco total comprendido entre las 80 y las 170 µm.. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene un acabado mate. 11. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque con una película seca de aproximadamente µm, presenta a 23ºC, un alongamiento a la ruptura del orden del 0%. 12. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque con una película seca de aproximadamente µm, presenta a 12ºC, una elongación a la ruptura del orden del 0%. 13. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende una cantidad de compuestos orgánicos volátiles COVs, inferior a 1 g.l El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede producirse en varios colores. 1. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, se caracterizado porque es utilizado como capa de acabado. 16. El revestimiento, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es utilizado como imprimación, cuando está diluido con agua. 6

7 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 ES Nº de solicitud: Fecha de presentación de la solicitud: Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA 1 Int. Cl.: Ver hoja adicional DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas X ES T3 (BASF A.) 16..0, página 3, líneas -; 1,3,4,6-16 página 7, línea 36 - página 8, línea 43. X ES 8214 A1 (VARMOCTRO B.V.) , columnas 1,2; 1,3,4,6-16 ejemplos 2-4. A US 416 A (HARRY BOECK) , columnas A ES T3 (BASF A.) , páginas 1, A GB A (NPDC) , página 1, línea 12 - página 3, 1-16 línea 7; página 4, líneas Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud para las reivindicaciones nº: Fecha de realización del informe Examinador Página A. Colomer Nieves 1/2

8 INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA Nº de solicitud: CLASIFICACIÓN DEL OBJETO DE LA SOLICITUD C04B 41/48 (06.01) C04B 26/06 (06.01) C09D 133/06 (06.01) C04B 14/04 (06.01) C09D /08 (06.01) C04B 14/ (06.01) Informe del Estado de la Técnica (hoja adicional) Página 2/2