ES2307414A1 - Procedimiento para la obtencion de un soporte y recubrimiento regulador de los efectos provocados por radiaciones luminicas. - Google Patents
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Abstract
La presente patente de invención presenta un procedimiento para la obtención práctica de un recubrimiento especial, con propiedades termocrómicas, que en combinación con su soporte, provocan un efecto regulador del gradiente térmico al verse expuestos a la radiación luminiscente así como el esmalte utilizado para pintar las superficies con un porcentaje de pintura termocromática inferior al 20% y el procedimiento de obtención de este esmalte.
Description
Procedimiento para la obtención de un
recubrimiento regulador de los efectos provocados por radiaciones
lumínicas y producto resultante.
El objeto de la presente patente de invención se
refiere a procedimiento para la obtención de un recubrimiento
regulador de los efectos provocados por radiaciones lumínicas, el
producto utilizado y el procedimiento para la obtención de este
producto que en combinación con su soporte, sirvan de regulador de
la temperatura provocada por la radiación solar en los paramentos
exteriores de una edificación, y/o provoquen un efecto regulador
del gradiente térmico de una edificación (diferencia de temperatura
entre la superficie del edificio y el interior), y/o mejoren el
comportamiento energético del mismo, y/o permitan disminuir los
efectos perjudiciales que suelen darse al sufrir dilataciones,
provocadas por la solarización (radiación solar) sobre los
paramentos de la edificación (cubiertas, fachadas, etc...).
La principal utilidad es para la obtención de
productos comúnmente empleados de cerramientos (cerámicos,
plásticos, vítreos, etc...) con dicha función reguladora, y en
otros equipos y conjuntos (depósitos, tuberías, etc...)
Cuando se construye un muro o una cubierta para
una vivienda u otro uso donde el confort interior sea importante
desde el punto de vista de utilización del edificio debería tenerse
en cuenta, como un factor adicional a considerar al momento del
proyecto, la temperatura sol-aire. Esta se puede
definir como el impacto combinado de la temperatura ambiente y la
influencia de la radiación solar combinado con la coloración
superficial y la rugosidad de la superficie. El resultado de esta
ecuación determina temperaturas superficiales exteriores muy
superiores a la temperatura ambiente en ese momento.
Esto que puede llegar a ser muy conveniente
durante los meses fríos, puesto que brinda una fuente adicional de
aporte energético, resulta netamente perjudicial durante la época
estival sobre todo si no fue valorada y neutralizada por medio de
un adecuado aislamiento térmico.
Existen multitud de esmaltes y barnices
multicomponentes, del tipo que contienen poliesteres y elastómeros,
los de base de poliuretano reforzado con fibra de vidrio, los de
base de polipropileno modificado y etileno-propileno
dieno-monómero. Son muy conocidos los revestimientos
multicomponentes a base de resinas epoxi en dispersión acuosa, o
resinas epoxídicas en disolvente con múltiples aplicaciones en los
revestimientos aplicados en construcción. Entre otros existentes en
el mercado y que reaccionan con catalizadores, formando en
determinadas condiciones una película o masa de propiedades
variables, desde sólidas a blandas e incluso
plásticas-viscosas, raramente líquidas.
Concretamente, existe la resina epoxídica a base
de bisfenol A con diluyente reactivo, descrita a continuación:
Productos de reacción:
bisfenol-A-epiclorhidrina; resinas
epoxi (peso molecular medio < 700) (Núm-CAS
25068-38-6) y
0-cresil-glicidileter
(Núm-CAS 2210-79-9)
en concentraciones variables que polimeriza con diferentes
compuestos o catalizadores, como por ejemplo la Poliamina
cicloalifática 2,2'-dimetil
4,4'-metilenbis(ciclohexilamina)
(Núm-CAS 6864-37-5)
o el preparado de Poliamina modificada; de componentes:
\vskip1.000000\baselineskip
Una de las características de estos esmaltes,
barnices y revestimientos es que la polimerización se produce a
bajas temperaturas (en frío).
Existen pinturas termocromáticas, que cambian de
color con el cambio de temperatura. Estos colorantes, son
extremadamente sensibles y frágiles y se presentan frecuentemente
microencapsulados, no son nuevos y reaparecen hoy, empujados por el
desarrollo de la tecnología y en particular por el éxito de la
microencapsulación. Sus aplicaciones, son por el momento bastante
limitadas, por su extrema sensibilidad y fragilidad y por los altos
costes y bajos rendimientos que suelen presentar al ser utilizadas
directamente.
El termocromatismo se refiere al cambio de color
de ciertos elementos que al ser calentados cambian su estructura
absorbiendo cierta gama de colores, luciendo así un nuevo color
(Christie, R.M.. La Química del Color. Editorial Escribia, S.A.
2001.). El proceso es reversible en compuestos que contienen metales
pesados, cuyos últimos electrones se encuentran en los orbitales
del nivel de energía d (Wulfsberg, Gray (2000) Inorganic Chemistry.
University Science Books.(pp. 368, 826). University science
books.). Cuando estos compuestos se les incrementa su energía
interna por medio del calentamiento, que se manifiesta en los
cambios de temperatura, sus electrones saltan de un orbital a otro
cambiando su spin, proceso que requiere una ganancia de energía que
se obtiene con la absorción de fotones. A esto se debe que los
compuestos termocromáticos cambian de un color a otro. En el
proceso inverso cuando los compuestos se enfrían, es decir cuando
ellos liberan energía, emiten con esta fotones de tal forma que
vuelven a encontrarse en su estado natural (Nakasuji, Norikazu;
Kataoka, Takashi; Inagaki, Hiroshi & Nakashima, Sunao,
Thermochromics Materials. United States Patent 402811).
El fenómeno también se presenta en otras clases
de compuestos. Se puede observar este comportamiento en compuestos
orgánicos que son capaces de donar parte de sus electrones, y estos
compuestos pertenecen al grupo fenol hidróxido, alcoholes de cadena
abierta y compuestos seleccionados de un grupo de esteres
alcohólicos ácidos alifáticos monovalentes (Rayner, Geoff. Química
Inorgánica Descriptiva. Editorial Canham, segunda edición. (pp 492,
493)).
El procedimiento para la obtención de un soporte
y recubrimiento regulador de los efectos provocados por radiaciones
lumínicas consiste básicamente en pintar la superficie expuesta a
la radiación lumínica con una pintura que incluye un pequeños
porcentaje de pintura termocromática.
La pintura termocromática cambia de color
oscureciéndose cuando la temperatura es más baja lo que hace que la
radiación lumínica sea absorbida produciendo un aumento de la
temperatura y, de la misma forma, a temperaturas superiores la
pintura se aclara con lo que permite el paso de la radiación
lumínica enfriándose la superficie.
Para ilustrar el mecanismo que provoca los
efectos y mejoras arriba mencionadas se han realizado los gráficos
1, 2 y 3, en el que se representa una superficie de color claro
(blanco) recubierta por el compuesto mezcla catalizada de una
disolución de esmalte y tinte termocrómico, de color negro (gráfico
1) u oscuro por debajo la temperatura de confortabilidad
tradicional (por ejemplo 22ºC) que presenta la peculiaridad de
hacerse transparente paulatinamente a partir de dicha temperatura
(gráfico 2) y deja al descubierto la cara superficial de color claro
(gráfico 3), disminuyendo la absorción de los rayos solares y por
tanto el calor superficial y refrescando el paramento así tratado.
El efecto será inverso, de un mayor calentamiento, en las
condiciones iniciales al presentar su cara exterior de color
negro.
La investigación realizada demuestra que en una
zona virtual de estudio, simulada estadísticamente y de clima
cálido, podrían darse los siguientes resultados comparativos; para
dicha simulación se han considerado los siguientes datos:
- \circ
- Coeficiente de coloración superficial (alfa) \alpha = 0.2(Blanco) 0.5(Gris) 0.8(Negro)
- \circ
- Resistencia superficial Rse = 0.06 m^{2} ºC / W (Cerámica)
- \circ
- Temperatura ambiente Text = Estacional (promedio diurno)
- \circ
- Radiación solar incidente I = 500 W/m^{2} (promedio diurno)
\vskip1.000000\baselineskip
Zonas de estudio y condiciones de coloración de
las mismas:
- 1.
- Fachada tratada con productos obtenidos por el procedimiento objeto de la presente invención, cuyo comportamiento de color varia de negro (<25ºC) a blanco (>31ºC) y con tonalidades grisáceas entre dichas temperaturas. Para conseguir el efecto de regulación se ha elegido el tinte termocrómico caracterizado porque cuando la superficie, alcanza la temperatura indicada (25ºC), el pigmento negro comienza a hacerse transparente, hasta que a los 31ºC se hace del todo transparente dejando a la vista el fondo blanco de la cerámica soporte.
- 2.
- Fachada de color blanco.
- 3.
- Fachada de color Negro.
\vskip1.000000\baselineskip
Comparando la temperatura superficial exterior
de la Fachada según el tratamiento elegido y considerando la
fórmula conocida
\circ
Temperatura sol-aire (Tsa) = Text + I * \alpha *
Rse
Los resultados teóricos obtenidos serían los
siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
Gráficamente se puede observar mejor el efecto
regulador que se obtiene al combinar adecuadamente la coloración
variable del paramento tratado con E.M.T.C.
\vskip1.000000\baselineskip
Se elegirá un soporte que presente una cara
exterior clara (blanca) o en si sea de color claro (cerámica
blanca). Sobre dicho soporte (cerramiento de fachada, de cubierta,
de ventanas, etc...) se aplicará un recubrimiento compuesto por
esmaltes en los que la polimerización se produce a bajas
temperaturas (en frío) mezclados con bajas concentraciones de
tintes termocrómicos, cuyas temperaturas de cambio de color serán
elegidas adecuadamente, para que provoquen un efecto regulador del
gradiente térmico de una edificación (diferencia de temperatura
entre la superficie del edificio y el interior), y/o mejoren el
comportamiento energético del mismo, algo que preocupa enormemente
en la actualidad, por las implicaciones de ahorro energético,
aumento de la confortabilidad. y mejora también al permitir
disminuir los efectos perjudiciales que suelen darse al sufrir
grandes dilataciones, provocadas por la solarización (radiación
solar) sobre los paramentos de la edificación (cubiertas, fachadas,
etc...).
Es también importante resaltar tal y como se
reivindica más adelante que el esmalte utilizado incorpora un
porcentaje pequeño de pintura termocromática debido al
procedimiento de obtención de este esmalte lo que permite el
abaratamiento del esmalte y siendo rentable su aplicación sobre
muchas superficies o soportes.
Los esmaltes utilizados podrán incorporar
protectores UV para favorecer la durabilidad de los mismos u otros
componentes aditivos que pudieran dotarlo de mejores propiedades
físico-químicas sin alterar el efecto regulador.
La realización de la mezcla de todos los
componentes, puede realizarse de una vez, o por partes, al objeto
de asegurar un mayor control de la misma. Esta mezcla, se aplicará
sobre el soporte cerámico y se formará una película o capa de
aspecto final cerámico o vitrificado con las mismas propiedades que
la pintura termocromática, pero con un coste menor que si se
aplicara la misma sin mezclar, consiguiéndose además un acabado
definitivo del producto, con espesores de esmaltado similares a los
que se emplean en la actualidad, por lo que no se prevé ningún
cambio en los sistemas de fabricación tradicionales en la industria
que utiliza este tipo de esmaltes.
Sobre los paramentos de la edificación
(cubiertas, fachadas, etc...) in situ o sobre los elementos
que lo forman (ladrillos, enfoscados, cerámica, vidrios, etc...), y
cuya cara expuesta presentará preferentemente un color claro
(blanco) se aplicará el compuesto formado por una mezcla descrita a
continuación:
1º.- Se prepara la mezcla de esmalte
multicomponente (resina + catalizador + aditivos y protectores UV),
según el procedimiento propuesto en su utilización habitual por el
fabricante y en las concentraciones de cada componente que indiquen
sus especificaciones.
2º.- Se espera unos minutos (si fuera necesario)
a que repose la mezcla del esmalte y catalizador (con los aditivos
y/o protectores UV si fueran necesarios).
3º.- Se añade la pintura termocromática en
proporción inferior al 20% preferentemente del 5 al 10% dependiendo
del efecto que se quiera conseguir de mayor o menor intensidad de
color. Se ha comprobado que se consigue un efecto similar al de la
pintura original mezclando concentraciones pequeñas, debido al
efecto producido por la dispersión de la mezcla. Esto, abarata
enormemente los costes del producto final.
4º.- Se mezclan bien los componentes, agitando y
controlando que las temperaturas de la reacción no sobrepasen los
límites admisibles especificados para las microcápsulas de las
pinturas termocromáticas, si es necesario se utilizarán sistemas de
enfriamiento forzado. Este aspecto es de suma importancia para
lograr un buen resultado final.
5º.- El producto obtenido se aplicará
directamente por cualquiera de los medios habituales, pinceles,
rodillos, pistolas, etc... sobre el soporte para que termine de
catalizar. Se formará una película o capa de aspecto final cerámico
o vitrificado con las mismas propiedades que la pintura
termocromática, consiguiéndose un acabado definitivo del producto,
con espesores de esmaltado similares a los que se emplean en la
actualidad.
En los revestimientos de efecto termocrómico de
la presente invención se pueden utilizar, sin afectar excesivamente
sus propiedades, cantidades menores de otros aditivos empleados
normalmente en la industria de pinturas tales como, por ejemplo,
disolventes aplicados en los sistemas de base acuosa, otros
pigmentos, cargas, agentes niveladores, agentes supresores de
espuma, agentes de control reológico, antioxidantes, y
estabilizantes de UV.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la presente invención, así como una forma de llevarla a la
práctica, solamente queda por añadir que dicha invención puede
sufrir ciertas variaciones en forma y materiales, siempre y cuando
dichas alteraciones no varíen sustancialmente las características
que se reivindican a continuación.
Claims (4)
1. Procedimiento para la obtención de un
recubrimiento regulador de los efectos provocados por la radiación
lumínica combinado con su soporte caracterizado porque el
soporte presenta superficie de color clara recubierta de una
disolución de esmaltes, barnices o pinturas mezclados con bajas
concentraciones de tintes termocrómicos, cuyo rango de temperatura
de cambio de color ha sido seleccionado en función de los cambios
de temperatura estacional del lugar donde se va a utilizar.
2. Producto utilizado para la obtención de un
recubrimiento regulador de los efectos provocados por la radiación
lumínica combinado con su soporte caracterizado porque
consiste en una pintura aplicable como cualquier pintura que
contiene una serie de resinas y un componente de pintura
termocromática en una proporción no superior al 20%.
3. Producto utilizado para la obtención de un
recubrimiento regulador de los efectos provocados por la radiación
lumínica combinado con su soporte según la reivindicación anterior
caracterizado porque el % de pintura termocromática es
preferente del 5% a 10%.
4. Procedimiento para la obtención de esmalte
con un porcentaje de pintura termocromática inferior al 20%
utilizable para pintar superficies y obtener un recubrimiento
regulador de los efectos provocados por la radiación lumínica
combinado con su soporte caracterizado porque consta de las
siguientes fases:
- -
\;
1º - Se prepara la mezcla de esmalte muticomponente (resina + catalizador + aditivos y protectores UV), según el procedimiento propuesto en su utilización habitual por el fabricante y en las concentraciones de cada componente que indiquen sus especificaciones.
- -
\;
2º - Se espera unos minutos a que repose la mezcla del esmalte y catalizador.
- -
\;
3º - Se añade la pintura termocromática en proporción inferior al 20% según el efecto que se quiera conseguir de mayor o menor intensidad de color.
- -
\;
4º - Se mezclan bien los componentes, agitando y controlando que las temperaturas de la reacción no sobrepasen los límites admisibles especificados para las microcápsulas de la pintura termocromática.
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---|---|
ES2307414A1 true ES2307414A1 (es) | 2008-11-16 |
ES2307414B1 ES2307414B1 (es) | 2009-10-07 |
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ID=39926846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200700478A Active ES2307414B1 (es) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Procedimiento para la obtencion de un recubrimiento regulador de los efectos provocados por radiaciones luminicas y producto resultante. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2307414B1 (es) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4421560A (en) * | 1981-04-08 | 1983-12-20 | Pilot Ink Company Ltd. | Thermochromatic materials |
WO2000021748A1 (en) * | 1998-10-15 | 2000-04-20 | Pleotint, L.L.C. | Thermochromic devices |
-
2007
- 2007-02-23 ES ES200700478A patent/ES2307414B1/es active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4421560A (en) * | 1981-04-08 | 1983-12-20 | Pilot Ink Company Ltd. | Thermochromatic materials |
WO2000021748A1 (en) * | 1998-10-15 | 2000-04-20 | Pleotint, L.L.C. | Thermochromic devices |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ISABEL VARELA. La Onubense premia a las tres mejores ideas empresariales [en línea], 20.11.2006, [recuperado el 23.09.2008]. Recuperado de Internet: http://www.andaluciainvestiga.com/ espanol/noticias/11/premios\_huelva\_3898.asp * |
ISABEL VARELA. La Onubense premia a las tres mejores ideas empresariales [en línea], 20.11.2006, [recuperado el 23.09.2008]. Recuperado de Internet: http://www.andaluciainvestiga.com/ espanol/noticias/11/premios_huelva_3898.asp * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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ES2307414B1 (es) | 2009-10-07 |
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