ES2337414T3

ES2337414T3 - Recubrimiento grueso del suelo con propiedades antiestaticas.

Info

Publication number: ES2337414T3
Application number: ES07723948T
Authority: ES
Inventors: Christian Krausche; Wai Man Wong; Stefanie Sand; Michael Hiller; Pedro Cavaleiro
Original assignee: Evonik Goldschmidt GmbH; Construction Research and Technology GmbH
Current assignee: Construction Research and Technology GmbH; Evonik Operations GmbH
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2010-04-23
Anticipated expiration: 2027-04-03
Also published as: AU2007236220A1; JP2009532540A; CN101410474B; KR20080111042A; KR101408199B1; MX277232B; PL2001961T3; JP5614984B2; EP2001961A2; AR060294A1; WO2007115750A3; CN101410474A; ATE452945T1; AU2007236220B2; AU2007236220C1; DE502007002413D1; US20090068435A1; WO2007115750A2; MX2008012774A; CA2648302C

Abstract

Recubrimiento grueso del suelo con propiedades antiestáticas, caracterizado porque contiene como componente antiestático soluciones de sales metálicas en líquidos iónicos.

Description

Recubrimiento grueso del suelo con propiedades antiestáticas.

Objeto de la presente invención es un recubrimiento grueso del suelo con propiedades antiestáticas.

En general, las sustancias de recubrimiento son aisladores eléctricos, sobre los que se pueden acumular altas cargas superficiales durante la fabricación, procesamiento y el uso de objetos fabricados a partir de ellos.

Estas cargas estáticas conducen a efectos no deseados y a situaciones de peligros graves, que se extienden desde la atracción de polvo, la adhesión de contaminaciones nocivas desde el punto de vista de la higiene, la destrucción de componentes electrónicos a través de saltos de chispas, descargas eléctricas desagradables fisiológicamente, encendido de líquidos combustibles en depósitos y tubos, en los que éstos son agitados, vertidos, transportados y almacenados, hasta explosiones de polvo, por ejemplo en el caso de trasvase de envases grandes llenos de polvos. La acumulación electrostática no deseada de polvo en la superficie de sustancias de recubrimiento puede conducir, bajo la actuación de cargas mecánicas, a un desgarro más rápido y, por lo tanto, a una reducción de la duración de vida útil de los objetos de uso.

Por lo tanto, existe un gran interés en prevenir cargas estáticas de estos recubrimientos o en reducirlas al mínimo a una medida no peligrosa.

Un método aplicado generalmente para posibilitar la derivación de cargas y reducir al mínimo la carga estática, es el empleo de antiestáticos, es decir, compuestos tensioactivos no iónicos o iónicos y especialmente sales de amonio y sales de metales alcalinos, de manera que éstas se emplean esencialmente en forma de antiestáticos exteriores e interiores.

Otros antiestáticos se aplican como soluciones acuosas o alcohólicas a través de pulverización, extensión o inmersión y secado siguiente con aire sobre la superficie de las sustancias de recubrimiento. La película antiestática remanente es activa sobre casi todas las superficies, pero tiene el inconveniente de que se elimina de nuevo de manera muy fácil y no deseada a través de fricción o líquido.

En oposición a los antiestáticos interiores con moléculas antiestáticas que migran posteriormente desde el interior de las sustancias de recubrimiento endurecidas, los antiestáticos externos no presentan una actividad de larga duración en virtud de la ausencia del efecto de depósito. Por lo tanto, se utilizan de manera preferida antiestáticos internos, que se añaden a las sustancias de recubrimiento en la mayor medida posible en forma pura o en forma de formulaciones concentradas. Después del endurecimiento de las sustancias de recubrimiento, los antiestáticos internos están distribuidos de forma homogénea, de manera que despliegan su acción por todas partes de la capa endurecida resultante y no están presentes solamente en la superficie límite con el aire.

De acuerdo con las consideraciones actuales documentadas por medio de ensayos, las moléculas, en virtud de su incompatibilidad limitada, migran continuamente a las superficies de las sustancias de recubrimiento y se acumulan allí, o bien sustituyen a las pérdidas. La parte hidrófoba permanece en este caso en las sustancias de recubrimiento, la parte hidrófila liga agua que se encuentra en la atmósfera y forma una capa conductora, que puede derivar cargas ya con algunas decenas o cientos de voltios y no sólo con algunos miles de voltios peligrosos hacia la atmósfera. De esta manera, se garantiza que durante un periodo de tiempo más prolongado se encuentre una cantidad efectiva de antiestáticos en la superficie.

Sin embargo, la tasa de migración (velocidad de difusión) es un factor crítico en este concepto:

\quad: si es grande, se pueden configurar estructuras (por ejemplo, cristalinas) de energía reducida, que pierden la capacidad de ligar humedad y de esta manera reducen claramente el efecto antiestático y generan películas lubricantes no deseadas en la superficie, con todos los inconvenientes estéticos y técnicos de procesamiento implicados con ello, estando amenazada también su eficacia.

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Si la tasa de migración es demasiado reducida, no se consigue ningún efecto o un efecto suficiente en tiempos prácticos.

Por lo tanto, ya se emplean combinaciones de antiestáticos que migran rápidos y lentos, para conseguir con un efecto inicial suficientemente rápido, también un efecto de larga duración que se mantiene durante semanas y meses.

Las sustancias de recubrimiento endurecidas típicas tienen resistencias superficiales en el intervalo de 10^{14} a 10'' ohmios y, por lo tanto, pueden formar tensiones de hasta 15.000 voltios. Por lo tanto, los antiestáticos efectivos deberían reducir las resistencias superficiales de las sustancias de recubrimiento a 10^{10} ohmios o menos.

Además, hay que tener en cuenta todavía que los antiestáticos peden influir sobre las propiedades físicas y técnicas de las sustancias de recubrimiento endurecidas, como por ejemplo el desarrollo de la superficie, la capacidad de humidificación del sustrato, la adhesión del sustrato, la capacidad de sellado y la estabilidad térmica. Para reducir al mínimo estos efectos, deberían ser efectivos ya, por lo tanto, en concentraciones reducidas. Las cantidades de empleo típicas de los antiestáticos empleados actualmente están entre 0,01 y 3% en peso con relación a la cantidad total de la sustancia de recubrimiento.

Las sales metálicas son antiestáticos conocidos y efectivos. Sin embargo, tienen el inconveniente de que deben disolverse para la distribución homogénea en sustancias de recubrimiento antes de la aplicación. Los disolventes habituales son alcoholes, éteres, ésteres, poliéteres, éteres cíclicos, ésteres cíclicos, amidas, amidas cíclicas, compuestos aromáticos o muy en general disolventes orgánicos.

Sin embargo, la solubilidad es, en parte, muy reducida, de manera que deben utilizarse grandes cantidades de disolvente para concentraciones de aplicación suficientemente efectivas.

Si estas formulaciones de antiestáticos se emplean en sustancias de recubrimiento transparentes, tienen el inconveniente de que pueden influir desfavorablemente sobre las propiedades ópticas del producto final.

En los sistemas reactivos de varios componentes, como por ejemplo en la fabricación de recubrimientos reactivos de poliuretanos, grupos reactivos dado el caso presentes del disolvente o bien de otros componentes de las formulaciones antiestáticas pueden participar de manera no deseable en la reacción y de esta manera modifican especialmente las propiedades físicas del producto final. En la práctica, por lo tanto, las sales metálicas se disuelven con preferencia en uno de los componentes de la formulación, en el caso de los poliuretanos éste es, en general, el componente de alcohol, es decir, en di o polioles, que reaccionan entonces con componentes isocianato para formar la matriz de polímero. En virtud de la pluralidad de los polioles que se pueden emplear, debería prepararse entonces una pluralidad correspondiente de soluciones. Por lo tanto, estos antiestáticos/sales metálicas se disuelven con frecuencia en disolventes, que son componente de todas las formulaciones, como por ejemplo etileno glicol, propileno glicol o, en cambio, otros disolventes orgánicos reactivos. En este caso es un inconveniente que habitualmente la porción de estos componentes de la formulación, que se utilizan entonces no sólo como componente reactivo en la formulación de poliuretano, sino o bien adicionalmente o también exclusivamente como disolvente en la formulación antiestática, no puede ser, en general, en la formulación de poliuretano mayor que la que existiría sin la adición de la formulación antiestática, para no modificar, a ser posible, las propiedades físicas del producto final.

Ya se ha intentado preparar disolventes para sales metálicas, que se puedan emplear umversalmente y que poseen una alta capacidad de disolución para una pluralidad de sales metálicas. Además, deben ser en gran medida inertes frente a los componentes de la reacción o, en cambio, deben ser también componente de la formulación o bien no deben tener ninguna influencia negativa sobre las propiedades físicas del producto final. El nuevo disolvente debería presentar adicionalmente una curva característica mejorada de disolvente para sales metálicas, debiendo presentar la solución resultante formada por disolvente y sal metálica propiedades antiestáticas mejoradas en sustancias de recu-
brimiento.

Con esta finalidad se utilizan determinados líquidos iónicos, que representan disolventes para muchas sales metálicas mejores que los di y polioles indicados anteriormente y los disolventes orgánicos habituales. Para la fabricación de formulaciones antiestáticas efectivas deben ser necesarias cantidades claramente reducidas de disolvente, para introducir un contenido efectivo de sal metálica para la mejora de la conductividad en sustancias de recubrimiento (WO 2008/006422). En este documento se prescribe, en efecto, la utilización de líquidos iónicos como disolventes para sales metálicas, pudiendo añadirse a tales mezclas adicionalmente disolventes o dispersantes orgánicos, para ajustar un contenido de sal conductora o más alto posible. También está prescrito que estos sistemas se empleen en sustancias de recubrimiento, tintas de imprenta y/o lacas de impresión. Las sustancias de recubrimiento mencionadas en este contexto representan, sin embargo, exclusivamente sistemas de baja viscosidad, que se aplican en capa diluida la mayoría de las veces en forma de una tinta o de una laca. Ni en la descripción ni en los ejemplos se dan instrucciones para el empleo de tales sistemas antiestáticos también en recubrimientos gruesos, que presenta una estructura fundamentalmente diferente y que encuentran aplicación también en otros campos de aplicación con requerimientos diferentes.

Los suelos con capacidad de derivación deben estar en condiciones de derivar de manera selectiva cargas estáticas, por lo que, en general, se utilizan estructuras de sistemas especiales, cuyos componentes principales son, además de una toma de tierra, una laca conductora de alta conductividad y un recubrimiento conductor de la cubierta. La conductividad necesaria se realiza esencialmente por medio de la utilización de fibras de carbono. Por último, la laca conductora debe estar conectada todavía con tierra.

Los llamados suelos ESD están concebidos para evitar en la mayor medida posible cargas estáticas y para derivarlas de manera definida. La verificación de estas funciones se realiza, además de las mediciones de electrodos convencionales, adicionalmente a través de la medición de la carga de las personas (generación de tensión corporal), de la capacidad de derivación de las personas por medio de una medición del sistema hombre/calzado/suelo/tierra así como a través del proceso de descarga limitado en el tiempo de la persona (tiempo de desintegración). Las normas relevantes a tal fin son, por ejemplo: CEI IEC 51340-5-1, IEC 61340-4-1 así como IEC 61340-4-5. Tales suelos ESD están constituidos como los sistemas capaces de derivación, pero adicionalmente están provistos con un sellado conductor superficial de capa fina. También es posible la utilización adicional de recubrimientos de techos conductores superficiales, en los que la conductividad superficial se ajusta en este caso a través de la utilización de sustancias de relleno y pigmentos conductores. Pero tales sistemas son muy caros. Además, la tolerancia del espesor de capa de estos recubrimientos es, en general, muy limitada y las composiciones de amonio cuaternario utilizadas también en ellos no actúan de manera suficiente.

Tanto para los suelos con capacidad de derivación como también para los suelos ESD se emplean como matriz de polímero diferentes sistemas de aglutinantes. Los más frecuentes son resinas epóxido endurecidas con amina, sistemas de poliuretano aromáticos y alifáticos, metacrilatos que se reticulan con radicales (suelos PMMA) así como ésteres de vinilo. Para conseguir las propiedades ESD deseadas, hay que prestar un gasto de aplicación alto, debiendo aplicarse, en general, capas de cubierta caras.

A partir de los inconvenientes descritos del estado de la técnica, la presente invención se ha planteado el cometido de preparar un recubrimiento grueso del suelo con propiedades antiestáticas. Esto debe conseguirse sin la utilización de sellados adicionales, sin la sensibilidad de espesor de capa conocida como desfavorable y naturalmente en condiciones económicamente ventajosas, debiendo aplicarse especialmente materias primas favorables.

Este cometido se soluciona a través del recubrimiento grueso del suelo, que contiene como componente antiestático soluciones de sales metálicas en líquidos iónicos.

De manera sorprendente se ha comprobado que con este sistema se ha podido cumplir totalmente el cometido planteado, pudiendo evitarse totalmente, en particular en función del espesor de capa seleccionado en cada caso, valores dispersos de la capacidad de derivación. Además, no aparecen las porciones crecientes de agujeros conductores ("puntos muertos") que aparecen en otro caso a medida que se incrementa el espesor de capa. De esta manera, con el recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con la invención se puede evitar la sensibilidad del espesor de capa en otro caso desfavorable. Además, no era previsible que el recubrimiento grueso del suelo propuesto pudiera cumplir al mismo tiempo tanto los requerimientos planteados a las capacidades de derivación como también a los sistemas ESD en una única capa. De esta manera, es posible fabricar de forma relativamente económica, recubrimientos gruesos del suelo, que apenas se cargan ya electrostáticamente, siendo posible también, en función del campo de aplicación respectivo, combinar el componente antiestático esencial de la invención con otros componentes conductores, para ajustar de una manera selectiva el rendimiento del producto de recubrimiento. Esto es especialmente ventajoso en la industria electrónica, puesto que en este campo de aplicación especial hasta ahora solamente se podrían utilizar exclusivamente sistemas de capa fina que, además, solamente son muy caros de realizar y eran desfavorables también con respecto a su duración.

El sistema de recubrimiento de acuerdo con la invención se basa en la utilización de líquidos iónicos como disolvente (compatibilizador) para sales metálicas (sales conductoras), especialmente sales metálicas alcalinas, de manera que a estas mezclas se pueden añadir otros disolventes o dispersantes orgánicos, para ajustar un contenido de sal conductora lo más alto posible.

Como líquidos iónicos ("líquidos iónicos") se designan, en general, sales que se funden a bajas temperaturas
(< 100ºC), que representan una nueva clase de líquidos con carácter iónico no molecular. En oposición a las fusiones de sales clásicas, que representan medios de alto punto de fusión, altamente viscosos y muy corrosivos, los líquidos iónicos son líquidos ya a bajas temperaturas y son relativamente poco viscosos (K. R. Seddon, J. Chem. Technol. Biotechnl. 1997, 68, 351-356).

Los líquidos iónicos están constituidos en la mayoría de los casos de aniones como por ejemplo halogenuros, carboxilatos, fosfatos, tiocianato, isotiocianato, dicianamida, sulfato, alquil sulfatos, sulfonatos, alquil sulfonatos, tetrafluoroborato, hexafluoro-fosfato o también bis(trifluorometilsulfonil)imida combinados, por ejemplo, con cationes de amonio, de fosfonio, de piridinio o de imidazolio sustituidos, de manera que los aniones y cationes mencionados anteriormente representan una pequeña selección del gran número de aniones y cationes posibles, por lo que no se plantea ninguna reivindicación de exhaustividad o incluso debe predeterminarse una limitación.

Con respecto a los líquidos iónicos, la presente invención comprende al mismo tiempo una variante, en la que éstos contienen, para la mejora de la solubilidad de los cationes, un aditivo que puede funcionar también como formador de complejo. En este contexto, están previstos especialmente éteres de corona y sus criptandos y formadores de complejos orgánicos, como por ejemplo EDTA. A partir de la serie de los éteres de corona contemplados se han revelado adecuados aquéllos que presenta un índice de oxígeno entre 4 y 10. Las formas especiales de los éteres de corona contemplados igualmente, a saber, los llamados criptandos, son especialmente adecuadas para la formación selectiva de complejos con iones metálicos alcalinos o alcalinotérreos.

Los líquidos iónicos utilizados al mismo tiempo de acuerdo con la invención se componen de al menos un compuesto de nitrógeno y/o de fósforo cuaternario con al menos un anión y su punto de fusión está por debajo de aproximadamente +250ºC, con preferencia por debajo de aproximadamente 150ºC, en particular por debajo de aproximadamente +100ºC. Las mezclas de líquidos iónicos y disolventes es líquida a temperatura ambiente.

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Los líquidos iónicos empleados con preferencia en el recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con la invención están constituidos por al menos un catión de las fórmulas generales:

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en las que R^{1}R^{2}R^{3}R^{4} son iguales o diferentes y significan hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por uno o varios heteroátomos (oxígeno, NH, NR' con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles, en particular -CH_{3}), con 2 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por una o varias funcionalidades, seleccionadas a partir del grupo -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-
C/O)-, -(O)-C-NH, -(CH_{3})N-C(O)-, -(O)C-N(CH_{3})-, S(O_{2})O, -S(O_{2})-O-, -O-S(O_{2})-, -S(O_{2})-NH-, -NH-S(O_{2})-, -S(O_{2})-N(CH_{3})-, -N(CH_{3})-S(O_{2})-, con 2 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático o cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, que tienen funcionalización terminal por OH, OR', NH_{2}, N(H)R', N(R')_{2}, con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 1 a 30 átomos de carbono o un poliéter de estructura en bloques o aleatoria según -(R^{5}-O)_{n}-R^{6}, en la que R^{5} es un resto hidrocarburo lineal o ramificado que contiene de 2 a 4 átomos de carbono, n es 1 a 100, con preferencia 2 a 60, y R^{6} significa hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, o un resto -C(O)-R^{7} con R^{7} igual a un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono.

Como cationes se contemplan, además, iones que se derivan de compuestos cíclicos saturados o insaturados así como de compuestos aromáticos, respectivamente, con al menos un átomo de nitrógeno de tres enlaces en un anillo heterocíclico de 4 a 10, con preferencia de 5 a 6 elementos que, dado el caso, puede estar sustituido. Tales cationes se pueden describir de manera simplificada (es decir, sin indicación de la posición y número exactos de los enlaces dobles en la molécula) a través de las fórmulas generales (V), (VI) y (VII) siguientes, en las que los anillos heterocíclicos pueden contener, dado el caso, además, varios heteroátomos.

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R^{1} y R^{2} poseen en este caso el significado mencionado anteriormente, R es un hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono o un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono,

Los compuestos de nitrógeno cíclicos de las fórmulas generales (V), (VI) y (VII) pueden estar no sustituidos (R = H), sustituidos una vez o también varias veces por el resto R, de manera que en el caso de una sustitución múltiple por R, los restos R individuales pueden ser diferentes; X es un átomo de oxígeno, un átomo de azufre o un átomo de nitrógeno sustituido (X = O, S, NR^{1}).

Ejemplos de compuestos de nitrógeno cíclicos del tipo mencionado anteriormente son pirrolidina, dihidropirrol, pirrol, imidazolina, oxazolina, tiazolina, isoxazol, isotiazol, indol, carbazol, piperidina, piridina, las picolinas y lutidinas isómeras, quinolina e iso-quinolina.

Como cationes se contemplan, además, iones que se derivan de compuestos acíclicos saturados, cíclicos saturados e insaturados así como de compuestos aromáticos, respectivamente, con más de un átomo de nitrógeno de tres enlaces en un anillo heterocíclico de 4 a 10, con preferencia de 5 a 6 elementos. Estos compuestos pueden estar sustituidos tanto en los átomos de carbono como también en los átomos de nitrógeno. Además, pueden estar anillados por medio de anillos benceno y/o anillos ciclohexano, dado el caso sustituidos, bajo la configuración de estructuras de varios núcleos. Ejemplos de tales compuestos son pirazol, 3,5-dimetilpirazol, imidazol, benzimidazol, N-metilimidazol, dihidropirazol, piracina, piridacina, pirimidina, 2,3-, 2,5- y 2,6-dimetilpiracina, cimolina, ftalacina, quinazolina, fenacina y piperacina. En particular, han dado buen resultado como componente de líquido iónico cationes derivados de imidazol y de sus derivados alquilo y fenilo de la fórmula general (VIII).

Además, los cationes preferidos son aquéllos que contienen dos átomos de nitrógeno y que están reproducidos a través de la fórmula general (VIII)

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en la que R^{8}, R^{9}, R^{10}, R^{11}, R^{12} son iguales o diferentes y significan hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por uno o varios heteroátomos (O, NH, NR' con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles), con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por una o varias funcionalidades, seleccionadas a partir del grupo -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-C/O)-, -(O)-C-NH, -(CH_{3})N-C(O)-, -(O)C-N(CH_{3})-, S(O_{2})-O, -S(O_{2})-O-, -O-S(O_{2})-, -S(O_{2})-NH-, -NH-S(O_{2})-, -S(O_{2})-N (CH_{3})-, -N(CH_{3})-S(O_{2})-, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático o cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, que tienen funcionalización terminal por OH, OR', NH_{2}, N(H)R', N(R')_{2} con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 1 a 30 átomos de carbono o un poliéter de estructura en bloques o aleatoria según -(R^{5}-O)_{n}-R^{6}, en la que R^{5} es un resto hidrocarburo lineal o ramificado que contiene de 2 a 4 átomos de carbono, n = 1 a 100, y R^{6} significa hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, o un resto -C(O)-R^{7} con R^{7} igual a un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de
carbono.

Los líquidos iónicos contenidos de acuerdo con la invención en el recubrimiento grueso del suelo están constituidos por al menos uno de los cationes mencionados anteriormente, combinados, respectivamente, con al menos un anión. Los aniones preferidos se seleccionan del grupo de los halogenuros, bis(perfluoralquilsulfonilo) amidas o imidas, como por ejemplo bis(trifluormetilsulfonil)-imida, alquil y aril tosilatos, perfluoroalquiltosilatos, nitrato, sulfato, sulfato de hidrógeno, alquil y arilsulfatos, poliéter sulfatos y poliéter sulfonatos, perfluoroalquilsulfatos, sulfonato, alquil y aril sulfonatos, alquil y aril sulfonatos perfluorados, alquil y aril carboxilatos, perfluoroalquilcarboxilatos, perclorato, tetracloroaluminato, sacarinato. Además, se pueden emplear de manera igualmente preferida aniones de dicianamida, tiocinato, isotiocianato, tetrafenilborato, tetraquis(pentafluorofenil)borato, tetrafluoroborato, hexafluoro fosfato, poliéter fosfatos y fosfatos.

Es decisivo que en la mezcla preparada para el uso, que está contenida de acuerdo con la invención como antiestático en el recubrimiento grueso del suelo, estén presentes los componentes (líquido(s) iónico(s) + sal(es) conductoras) + disolvente(s)) en una cantidad suficiente, para que la mezcla contenga una porción lo más alta posible de sal(es) conductoras y sea líquida con preferencia a < 100ºC, de manera especialmente preferida a temperatura am-
biente.

De acuerdo con la invención, se prefieren aquellos recubrimientos gruesos del suelo, que contienen como líquidos iónicos o bien sus mezclas aquellas combinaciones, en las que el catión procede de la serie de cationes de 1,3-dialquilimidazolio, 1,2,3-trialquilimidazolio, 1,3-dialquilimidazolinio y 1,2,3-trialquil-imidazolinio y en las que el anión está seleccionado del grupo de los halogenuros, bis(trifluormetilsulfonil)imida, perfluoroalquiltosilato, alquil sulfatos y sulfonatos, alquil sulfonatos y sulfatos perfluorados, perfluorocarboxilatos, perclorato, dicianamida, tiocianato, isotiocianato, tetrafenilborato, tetraquis-(pentafluorfenil)borato, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato. Además, se pueden emplear también sales de amonio cuaternario acíclicas sencillas, que se pueden obtener en el comercio, como por ejemplo TEGO® IL T16ES, TEGO® IL K5MS o también Rezol Hequams (productos de la Goldschmidt
GmbH).

En general, con mezclas, que están constituidas por una relación de mezcla de líquido iónico y sal de metal alcalino en el intervalo de 1:10 a 1:1, se obtienen reducciones claras de las resistencias superficiales. En tal mezcla, la sal metálica alcalina debería estar contenida con una porción de 0,1 a 75% en peso, con preferencia con una porción de 0,5 a 50% en peso, de manera especialmente preferida con una porción de 5 a 10% en peso.

Las sales utilizadas de acuerdo con la invención al mismo tiempo en el recubrimiento grueso del suelo son los compuestos sencillos o complejos utilizados habitualmente en este campo, como por ejemplo especialmente sales metálicas alcalinas de los aniones: bis(perfluoroalquilsulfonil)amida o imida como por ejemplo bis(trifluorometilsulfonil)imida, alquil y aril tosilatos, perfluoroalquiltosilatos, nitrato, sulfato, sulfato de hidrógeno, alquil y aril sulfatos, poliéter sulfatos y sulfonatos, perfluroalquilsulfatos, sulfonato, alquil y aril sulfonatos, alquil y aril sulfonatos perfluorados, alquil y aril carboxilatos, perfluoroalquilcarboxilato, perclorato, tetracloroaluminato, sacarinato, con preferencia aniones de los compuestos tiocianato, isotiocinato, dicianamida, tetrafenolborato, tetraquis(pentafluorofenil)borato, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, fosfato y polieterfosfatos.

Mezclas preferidas son especialmente aquéllas que contienen como sal metálica alcalina NaSCH o bien NaN(CN)_{2} y KPF_{6} y una sal de imidazolinio o de imidazolio, con preferencia 1-etil-3-metilimidazolioetilsulfato, 1-etil-3-metilimidazoliohexafluorofosfato y como líquido iónico 1-etil-3-metilimidazolioetilsulfato/NaN(CN)_{2} o 1-etil-3-metilimidazoliohexafluorofosfato/NaN(CN)_{2}.

La presente invención prevé variantes, en las que la matriz de recubrimiento del recubrimiento grueso del suelo reivindicado está constituido por al menos un poliuretano, resina epóxido, resina de poliéster, acrilato, metacrilato o éster de vinilo. Además, la presente invención prevé que la matriz de recubrimiento del recubrimiento grueso del suelo contenga sustancias de relleno y/o pigmentos, que presentan con preferencia propiedades conductoras. Aquí se contemplan especialmente fibras de carbono, como por ejemplo a base de PAN, betún y rayón, grafito, negro de carbón, óxidos metálicos y óxidos de aleaciones metálicas. De la misma manera son adecuadas sustancias de relleno y pigmentos, que están recubiertos con componentes que les prestan propiedades conductoras. También en este caso son especialmente adecuados grafitos, negros de carbón y óxidos metálicos o bien óxidos de aleaciones
metálicas.

El recubrimiento grueso del suelo reivindicado no está limitado a formulaciones especiales, que contengan el componente antiestático en compuestos definidos. Sin embargo, se recomienda añadir el componente antiestático en cantidades del recubrimiento grueso del suelo que están entre 0,01 y 30% en peso y con preferencia entre 0,1 y 20% en peso.

De acuerdo con su designación como recubrimiento grueso del suelo, el sistema reivindicado debería presentar un espesor de capa, que está de manera especialmente preferida entre 2 y 4 mm. En general, el espesor de capa del nuevo recubrimiento grueso del suelo puede presentar un límite inferior de 0,2 cm, pudiendo considerarse igualmente adecuados límites superiores de gasta 2,0 cm, con preferencia hasta 1,0 cm y de manera especialmente preferida hasta 6 mm.

El intervalo de endurecimiento para solicitación mecánica ligera a media está habitualmente entre 65 y 80 Shore D. La dureza mínima para superficies transitables es con preferencia Shore A 75.

Además del recubrimiento grueso del suelo propiamente dicho, la presente invención comprende también su utilización en el campo químico de la construcción y especialmente pasa naves de montaje y edificios industriales de la industria electrónica y eléctrica. Además, los recubrimientos gruesos del suelo reivindicados son adecuados para edificios y muy en general para campos de aplicación, que están unidos con peligros a través de cargas electrostáticas y que, por lo tanto, requieren también una protección especial contra explosión.

En general, los recubrimientos gruesos descritos se caracterizan porque apenas se cargan ya electrostáticamente, de manera que se pueden adaptar exactamente al objeto de aplicación respectivo, en particular a través de la combinación ajustada exacta de los aditivos contenidos en ellos con otros componentes conductores. En virtud de las sustancias inherentes específicas, estos recubrimientos gruesos del suelo se pueden fabricar a precio favorable y se pueden emplear también en campos de aplicación, para los que hasta ahora solamente parecían adecuadas lacas de capa fina.

Los ejemplos siguientes ilustran las ventajas de la presente invención.

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Ejemplos

En las recetas 4 y 5 de acuerdo con la invención se han utilizado antiestáticos de la siguiente composición: la mezcla sinérgica de líquido iónico, sal conductora y disolvente orgánico fue preparada con la ayuda de un agitador magnético. Para el antiestático 1 se mezclaron los componentes etil-bis(polietoxietanol)-seboalquilamonioetilsulfato (Tego® IL T16ES) como líquido iónico equimolar con tiocianato de calcio como sal conductora. Como antiestático 2 se empleó una mezcla equimolar, que estaba constituida por 1,3-dimesilimidazoliometilsulfato como líquido iónico y litio-bis (trifluorometilsulfonil)imida como sal conductora. El componente de resina epóxido era a base de glicidilpoliéter de 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (Bisfenol A). Como diluyente reactivo sirvió etiltriglicolmetacrilato (ETMA).

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5

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Todas las recetas fueron endurecidas en relación estequiométrica con un endurecedor amínico estándar del tipo Aradur 43 y se aplicaron, en parte, en diferentes espesores de capa. Como laca conductora sirvió un material epoxi acuoso con una resistencia superficial en el intervalo de 10^{4} ohmios. Se calcularon los siguientes parámetros:

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Claims

1. Recubrimiento grueso del suelo con propiedades antiestáticas, caracterizado porque contiene como componente antiestático soluciones de sales metálicas en líquidos iónicos.

2. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido iónico está constituido por al menos un catión de las fórmulas generales (I), (II), (III), (IV)

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en las que R^{1}R^{2}R^{3}R^{4} son iguales o diferentes y significan hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por uno o varios heteroátomos (O, NH, NR' con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles, en particular -CH_{3}), con 2 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por una o varias funcionalidades, seleccionadas a partir del grupo -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-
C/O)-, -(O)-C-NH, -(CH_{3})N-C(O)-, -(O)C-N(CH_{3})-, S(O_{2})O, -S(O_{2})-O-, -O-S(O_{2})-, -S(O_{2})-NH-, -NH-S(O_{2})-, -S(O_{2})-N(CH_{3})-, -N(CH_{3})-S(O_{2})-, con 2 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático o cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, que tienen funcionalización terminal por OH, OR', NH_{2}, N(H)R', N(R')_{2}, con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 1 a 30 átomos de carbono o un poliéter de estructura en bloques o aleatoria según -(R^{5}-O)_{n}-R^{6}, en la que

\quad: R^{5} es un resto hidrocarburo lineal o ramificado que contiene de 2 a 4 átomos de carbono,

\quad: n es 1 a 100, con preferencia 2 a 60, y

\quad: R^{6} significa hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, o un resto -C(O)-R^{7} con

\quad: R^{7} igual a un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono.

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3. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los líquidos iónicos están constituidos por al menos un catión de las fórmulas generales (V), (VI), (VII)

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R es un hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono o un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, y

R^{1} y R^{2} tienen el significado mencionado anteriormente, y

X puede ser un átomo de oxígeno, un átomo de azufre o un átomo de nitrógeno sustituido (X = O, S, NR^{1}).

4. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los líquidos iónicos están constituidos por al menos un catión de la fórmula general (VIII)

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en la que R^{8}, R^{9}, R^{10}, R^{11}, R^{12} son iguales o diferentes y significan hidrógeno, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 5 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo aromático con 6 a 40 átomos de carbono, un resto alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático, que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por uno o varios heteroátomos (O, NH, NR' con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles), con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, interrumpidos por una o varias funcionalidades, seleccionadas a partir del grupo -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-C/O)-, -(O)-C-NH, -(CH_{3})N-C(O)-, -(O)C-N(CH_{3})-, S(O_{2})-O, -S(O_{2})-O-, -O-S(O_{2})-, -S(O_{2})-NH-, -NH-S(O_{2})-, -S(O_{2})-N(CH_{3})-, -N(CH_{3})-S(O_{2})-, con 1 a 30 átomos de carbono, un resto hidrocarburo alifático o cicloalifático que contiene, dado el caso, enlaces dobles lineales o ramificados, que tienen funcionalización terminal por OH, OR', NH_{2}, N(H)R', N(R')_{2} con R' igual a un resto alquilo C_{1}-C_{30} que contiene, dado el caso, enlaces dobles, con 1 a 30 átomos de carbono o un poliéter de estructura en bloques o aleatoria según -(R^{5}-O)_{n}-R^{6}, en la que

\quad: n = 1 a 100, y

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5. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los líquidos iónicos contienen al menos un anión, seleccionado del grupo de los halogenuros, bis(perfluoralquilsulfonilo) amidas o imidas, bis(trifluormetilsulfonil)-imida, alquil y aril tosilatos, perfluoroalquiltosilatos, nitrato, sulfato, sulfato de hidrógeno, alquil y arilsulfatos, poliéter sulfonas y poliéter sulfonatos, perfluoroalquilsulfatos, sulfonato, alquil y aril sulfonatos, alquil y aril sulfonatos perfluorados, alquil y aril carboxilatos, perfluoroalquilcarboxilatos, perclorato, tetracloroaluminato, sacarinato, aniones de los compuestos dicianamida, tiocinato, isotiocianato, tetrafenilborato, tetraquis(pentafluorfenil)borato, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, poliéter fosfatos y fosfatos.

6. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los líquidos iónicos contienen al menos un catión, seleccionado del grupo de catión 1,3-dialquilimidazolio, 1,2,3-trialquilimidazolio, 1,3-dialquilimidazolinio y 1,2,3-trialquilimidazolinio y contienen al menos un anión, seleccionado del grupo de los halogenuros, bis(trifluormetilsulfonil)imida, perfluoralquiltosilato, alquil sulfatos y sulfonatos, perfluoroalquilcarboxilatos, perclorato, dicianamida, tiocianato, isotiocianato, tetrafenilborato, tetraquis-(pentafluorfenil)borato, tetrafluoroborato, hexafluoro fosfato, sales de amonio cuaternario acíclicas.

7. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los líquidos iónicos contienen al menos un aditivo en forma de un compuesto, que mejora la solubilidad del catión, o de un formador de complejo, especialmente un éter de corona o sus criptandos y/o EDTA.

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8. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en los líquidos iónicos está disuelta al menos una sal, seleccionada del grupo de las sales metálicas alcalinas de los aniones: bis(perfluoroalquilsulfonil)amida o imida como por ejemplo bis(trifluorometilsulfonil)imida, alquil y aril tosilatos, perfluoroalquiltosilatos, nitrato, sulfato, sulfato de hidrógeno, alquil y aril sulfatos, poliéter sulfatos y sulfonatos, perfluroalquil sulfatos, sulfonato, alquil y aril sulfonatos, alquil y aril sulfonatos perfluorados, alquil y aril carboxilatos, perfluoroalquilcarboxilato, perclorato, tetracloroaluminato, sacarinato, con preferencia aniones de los compuestos tiocianato, isotiocinato, perclorato, tetracloroaluminato, sacarinato, con preferencia aniones de los compuestos tiocianato, isotiocianato, dicianamida, tetrafenilborato, tetraquis(pentafluorofenil)borato, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, fosfato y polieterfosfatos.

9. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la matriz de recubrimiento está constituida por al menos un poliuretano, resina epóxido, resina de poliéster, acrilato, metacrilato o éster de vinilo.

10. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la matriz de recubrimiento contiene sustancias de relleno y/o pigmentos, con preferencia con propiedades conductoras, como por ejemplo fibras de carbono, grafito, negro de carbón, óxidos (de aleaciones) metálicas y/o sustancias de relleno recubiertas con ellos y/o pigmentos.

11. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque contiene el componente antiestático en cantidades entre 0,01 y 30% en peso y con preferencia entre 0,1 y 20% en peso.

12. Recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque presenta un espesor de capa hasta 2,0 cm, con preferencia hasta 1,0 cm, de manera especialmente preferida hasta 6 mm y especialmente entre 2 y 4 mm.

13. Utilización del recubrimiento grueso del suelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 en el campo químico de la construcción y especialmente en naves de montaje y edificios industriales de la industria electrónica y eléctrica así como edificios y zonas de aplicaciones, que están expuestas a peligros a través de cargas electrostáticas.