ES2355613T3 - Composiciones en dos fases de polímero hidrofóbico superabsorbente. - Google Patents

Abstract

Una composición que comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua, en la que la composición está sustancialmente libre de cemento cuando el polímero superabsorbente es catiónico, y en la que la fase de polímero superabsorbente comprende un polímero hidrófilo entrecruzado, que puede absorber al menos un 100% de su peso en agua.

Description

SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional estadounidense Nº 60/316.992, registrada el 4 de septiembre de 2001, cuyas enseñanzas se incorporan aquí en su totalidad como referencia. 5

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los materiales poliméricos a menudo se convierten en objetos útiles con formas predeterminadas en tres dimensiones. Los procesos para la elaboración de tales objetos normalmente involucran en primer lugar proporcionar una composición de baja viscosidad a la que se da la forma deseada y luego aumentar la viscosidad de la composición para mantener la forma. Esto normalmente involucra proporcionar una composición líquida, transformarla con la forma 10 deseada y convertirla en un sólido. Existen muchas variaciones de este proceso. Por ejemplo, la composición líquida puede ser una solución de material polimérico disuelta en un solvente orgánico o una dispersión acuosa del material polimérico; la composición se transforma de líquido a sólido mediante evaporación de un solvente orgánico o agua. Alternativamente, se da forma a una composición de polímero monomérico y/o oligomérico reactivo líquido con la forma deseada y luego se transforma en un sólido mediante una reacción química. En otra variación, una composición 15 polimérica se calienta para transformarla en un líquido y luego se enfría tras darle forma con la forma deseada. Todos estos procesos de elaboración poseen deficiencias, que se describen con más detalle en los siguientes párrafos.

La evaporación de un solvente (agua o un solvente orgánico) de una composición consume mucho tiempo y por lo tanto queda restringida a capas finas. Este proceso también es dependiente de la temperatura y humedad, e involucra una pérdida de volumen y por lo tanto la contracción de la composición que puede lo suficientemente grave 20 para que resulte en su agrietado. Además, la evaporación del solvente presenta problemas ambientales y de seguridad y salud. Aunque las composiciones poliméricas procesadas como composiciones monoméricas y/o oligoméricas no son susceptibles de sufrir problemas de contracción y agrietado, estos materiales generalmente son tóxicos y a menudo contienen funcionalidades reactivas, lo que incluye los isocianatos, epóxidos, aminas, acrilatos y similares. La cura de estos sistemas puede ser exotérmica y el calor generado a menudo comporta efectos no deseados. Las composiciones 25 poliméricas procesadas mediante calor, además, no muestran el mismo nivel de problemática de contracción que los materiales basados en agua y solventes orgánicos y son relativamente no tóxicos. Sin embargo, los materiales sensibles al calor no pueden procesarse mediante estos métodos. Además, existe riesgo de daño en el procesado de materiales poliméricos con calor.

Por lo tanto, el desarrollo de nuevas composiciones a las que pueda darse forma en las formas deseadas sin 30 las ventajas anteriormente mencionadas permitiría la elaboración más eficiente de objetos mejorados para el consumidor y el uso industrial.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Actualmente se ha descubierto que las nuevas composiciones en dos fases se forman cuando las emulsiones acuosas de partículas de polímero hidrofóbico se mezclan con superabsorbentes. Los solicitantes también han 35 descubierto que estas composiciones poseen muchas propiedades únicas y deseables. Por ejemplo, pueden obtenerse artículos con las formas tridimensionales deseadas y los recubrimientos, sellados, adhesivos e impermeabilizantes a partir de estas composiciones utilizando procesos que superan muchos de los problemas que acompañan a la fabricación de tales objetos a partir de composiciones de polímero mediante métodos descritos en la materia. En base a estos resultados, aquí se describen las nuevas composiciones en dos fases, los métodos para preparar estas 40 composiciones y los sistemas de dos componentes para preparar estas composiciones. También se describen los recubrimientos, sellados, adhesivos, perfiles, impermeabilizantes y artículos que comprenden estas composiciones.

Una realización de de la presente invención es una composición que comprenden una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua.

Otra realización de la presente invención es un recubrimiento, adhesivo, sellado, impermeabilizante o un 45 artículo tridimensional moldeado y expulsado. El recubrimiento, adhesivo, sellado, perfil, impermeabilizante o artículo comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de desecante expandido con agua, o alternativamente, una fase de polímero superabsorbente expandido con agua.

Otra realización de la presente invención es un sistema de dos componentes para preparar una composición que comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua. El 50 primer componente es una emulsión del polímero hidrofóbico y el segundo componente comprende el polímero superabsorbente. El primer y segundo componente forman la composición cuando se mezclan.

Otra realización de la invención es una emulsión acuosa que comprende un polímero hidrofóbico y un polímero que se convierte en superabsorbente o que aumenta significativamente su capacidad de absorber agua cuando los grupos funcionales ácidos o básicos en éste son neutralizados para formar grupos funcionales salinos o iónicos o 55

cuando la temperatura se ajusta por encima o por debajo de la temperatura umbral. El pH y/o temperatura de la emulsión, previamente al curado efectivo, es uno en el que el polímero no es superabsorbente de forma que su capacidad de absorber agua puede aumentarse significativamente alterando el pH o temperatura de la emulsión. Las composiciones de la presente invención pueden prepararse ajustando el pH y/o temperatura de forma que el polímero se convierte en superabsorbente o el polímero aumenta de forma significativa su capacidad de absorber agua. 5

Otra realización de la presente invención es un método para preparar una composición que comprende una fase de polímero hidrofóbico y a fase de polímero superabsorbente expandido con agua. El método comprende la mezcla de dos componentes. El primer componente es una emulsión del polímero hidrofóbico y el segundo componente comprende el polímero superabsorbente.

Otra realización de la presente invención es una composición preparada mediante los métodos descritos 10 anteriormente.

Las composiciones de la presente invención poseen muchas ventajas respecto a las composiciones poliméricas preparadas mediante otros procesos. La principal ventaja es la capacidad de procesar rápidamente una composición líquida que comprende una dispersión acuosa en la forma sólida deseada para su uso final sin necesidad de eliminar el agua, incluso para perfiles gruesos. El agua se retiene, al menos inicialmente, en la conversión de la 15 composición líquida en un sólido. La transformación de líquido a sólido puede ocurrir en minutos o incluso en segundos. Otra característica clave es la rápida transformación de líquido a sólido con muy poca o sin generación de calor. Además, las composiciones y artículos descritos son relativamente seguros de fabricar ya que generalmente no se utilizan solvente orgánicos y agentes químicos tóxicos como los isocianatos en su preparación. Además, son inherentemente a prueba de incendios a causa de la presencia de hidratación o agua absorbida. Pueden obtenerse 20 recubrimientos y artículos de una única capa gruesa con muy poca o ninguna contracción, al menos inicialmente, tras el curado. Además, no existe la necesidad de evaporar agua o solventes cuando se preparar las composiciones descritas, simplificando así el proceso de fabricación y reduciendo los residuos. Los bienes acabados también pueden elaborarse en procesos que requieren poco o nada de calor.

Más específicamente, la presente invención proporciona: 25

I. Una composición que comprenden una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua, en la que la composición está sustancialmente libre de cemento cuando el polímero superabsorbente es catiónico, y en el que la fase de polímero superabsorbente comprende un polímero hidrófilo entrecruzado, que puede absorber al menos un 100% de su peso en agua.

II. Un sistema de dos componentes para preparar una composición, cuya composición comprende una fase de 30 polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua, en el que dicho sistema es un equipo que comprende, en contenedores separados, un primer componente que es una emulsión del polímero hidrofóbico y un segundo componente que comprende el polímero superabsorbente, en la que el polímero superabsorbente es un polímero hidrófilo entrecruzado, que puede absorber al menos el 100% de su peso en agua, y en el que el primer y segundo componente forman la composición cuando se mezclan. 35

III. Un proceso para producir una composición, cuya composición comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido en agua, cuya composición se obtiene a partir de un sistema de dos componentes, en el que el primer componente es una emulsión de un polímero hidrofóbico, en el que el segundo componente comprende un polímero superabsorbente, cuyo polímero superabsorbente es un polímero hidrófilo entrecruzado, que puede absorber al menos el 100% de su peso en agua, y cuyo proceso comprende el paso de 40 mezclar el primer componente con el segundo componente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 es un diagrama que muestra una composición de la presente invención (10) que comprende una fase de polímero hidrofóbico continua (12) y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua discreta (14).

La figura 2 es un diagrama que muestra una composición de la presente invención (16) que comprenden una 45 fase de polímero hidrofóbico continua (20) y una fase superabsorbente expandida con agua continua (18).

Las figuras 3A-3C son diagramas que ilustran el proceso de curado utilizado para preparar las composiciones de la presente invención. La figura 3A ilustra la composición formada inmediatamente tras el mezclado de un primer componente que comprende una emulsión de partículas de polímero hidrofóbico (35) en agua y un segundo componente que comprende partículas de polímero superabsorbente (37). La figura 3B ilustra la composición una vez 50 las partículas superabsorbentes (37) han empezado a absorber agua y por lo tanto a aumentar su volumen a expensas de la fase acuosa he continua. Las partículas de polímero hidrofóbico (35) han empezado a acercarse entre ellas. La figura 3C ilustra la composición una vez las partículas superabsorbente (37) han absorbido la totalidad o la mayoría del agua y las partículas de polímero hidrofóbico (35) se encuentran en coalescencia en una fase continua.

Las figuras 4A-4D son diagramas que ilustran el proceso de curado utilizado para preparar las composiciones 55 de la presente invención cuando hay aceite presente en la segunda composición. La figura 4A ilustra la composición

formada inmediatamente tras mezclar un primer componente que comprende una emulsión de partículas de polímero hidrofóbico (41) en agua y un segundo componente que comprende partículas de polímero superabsorbente (43). Las partículas de polímero hidrofóbico (41) se dispersan en la fase acuosa de las gotas de emulsión de polímero y las partículas superabsorbentes (43) se dispersan en la fase oleosa. La figura 4B ilustra la mezcla después de que el polímero de partículas superabsorbentes (43) ha empezado a absorber agua y ha aumentado en volumen a expensas 5 de la fase acuosa de la emulsión de polímero y las partículas de polímero hidrofóbico en las gotas de emulsión de polímero se encuentran cercanas entre ellas y en contacto con la interfaz aceite/agua. La figura 4C ilustra la composición después de que las partículas de polímero hidrofóbico (41) han empezado a absorber aceite y a aumentar de volumen a expensas del aceite. Las partículas superabsorbente (43) también continúan absorbiendo agua y aumentando de volumen a expensas de la fase acuosa de la emulsión de polímero. La figura 4D ilustra la composición 10 sustancialmente curada después de que el polímero hidrofóbico ha absorbido la totalidad o la mayoría del aceite y el polímero superabsorbente ha absorbido la totalidad o la mayoría del agua.

La figura 5 es un diagrama que ilustra un sistema de dos componentes. El primer componente (2) es una emulsión acuosa de un polímero hidrofóbico (6) y el segundo componente (4) es un polímero superabsorbente particulado seco. 15

La figura 6 es un diagrama que ilustra un sistema de dos componentes. El primer componente (17) es una emulsión de partículas de polímero hidrofóbico (17A) y el segundo componente (19) es una emulsión acuosa de partículas de polímero superabsorbente (21). Las partículas de polímero superabsorbente absorben agua cuando se neutralizan y el pH de la emulsión se ajusta de forma que el polímero superabsorbente no está neutralizado.

La figura 7 es un diagrama que ilustra un sistema de dos componentes. El primer componente (22) es una 20 emulsión acuosa de partículas de polímero hidrofóbico (24) y partículas de polímero superabsorbente (26). El polímero superabsorbente (26) absorbe agua sólo cuando se neutraliza y el pH de la dispersión (22) se ajusta de tal forma que el polímero superabsorbente no está neutralizado. El segundo componente es una solución para ajustar el pH del primer componente para neutralizar el polímero superabsorbente.

La figura 8 es un diagrama que ilustra un sistema de dos componentes. El primer componente (23) es una 25 emulsión acuosa de partículas de polímero hidrofóbico (29) y el segundo componente (25) es una dispersión de partículas de polímero superabsorbente (31) en aceite (27).

La figura 9 es una imagen microscópica digital de una composición de la presente invención. Las porciones claras de la imagen indican la fase discreta de polímero superabsorbente expandido en agua; y las porciones oscuras indican la fase continua de polímero hidrofóbico expandido en aceite. 30

La figura 10 es una gráfica que muestra la cantidad de agua en cm3 absorbida por una composición de la presente invención a lo largo del tiempo en días mientras se encuentra inmersa en agua. La composición se ha secado previamente para eliminar el agua en la composición como tal. La gráfica muestra la absorción de agua de cinco muestras, de H-1 a H-5, tomadas de la misma composición.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN 35

"Fase" es una porción homogénea de una composición que posee propiedades físicas y químicas uniformes.

"Fase discreta" es una porción homogénea de una composición que posee propiedades físicas y químicas uniformes y en la que no existe conectividad entre todos los elementos de la porción. Por lo tanto, una composición puede comprender dos o más porciones de la misma fase discreta que están físicamente aislados entre ellos mediante una fase continua. 40

"Fase continua" es una porción homogénea de una composición que posee propiedades físicas y químicas uniformes en la que existe conectividad entre todos los elementos de la porción.

Un "polímero hidrofóbico" es un polímero con una solubilidad en agua inferior al 5% de su peso, por ejemplo, no pueden disolverse más de 5 gramos de un polímero hidrofóbico cuando se sitúan en 95 gramos de agua.

Una "fase de polímero hidrofóbico" es una fase que comprende un polímero hidrofóbico en coalescencia. 45

Una "fase de polímero superabsorbente expandido con agua" es una fase que comprende un polímero superabsorbente que ha absorbido agua, normalmente al menos un 10% de su peso.

Una "emulsión de polímero hidrofóbico" es una emulsión de partículas de polímero hidrofóbico en un medio acuoso.

Un "polímero superabsorbente" es un polímero hidrófilo entrecruzado que puede absorber al menos un 100% 50 de su peso en agua. Muchos polímeros superabsorbentes utilizados aquí pueden absorber mayores cantidades de agua, por ejemplo, al menos 5 veces su peso en agua, a menudo al menos 20 veces su peso en agua, en algunos casos, al menos 100 veces su peso en agua, y en algunos casos hasta 1000 veces su peso en agua.

Un "desecante" es un material inorgánico que reacciona con agua, absorbe agua o adsorbe agua, como se ha descrito anteriormente para un polímero superabsorbente, o una combinación de los mismos. Un desecante normalmente puede absorber o reaccionar con una cantidad de agua correspondiente a al menos un 10% de su peso, preferiblemente al menos un 50% de su peso, y más preferiblemente al menos un 100% y, en algunos casos, al menos un 200% de su peso. 5

"Entrecruzamiento" se refiere a la formación de enlaces covalentes o iónicos entre moléculas, tales como las moléculas poliméricas.

Como se utiliza aquí, "curado" se refiere al proceso descrito aquí en el que un polímero superabsorbente absorbe agua de una emulsión de polímero hidrofóbico con una exclusión sustancial de las partículas de polímero hidrofóbico, y las partículas de polímero hidrofóbico se unen. Opcionalmente, cuando un aceite y/o agente de 10 entrecruzamiento están presentes, el "curado" también incluye la absorción del aceite por el polímero hidrofóbico o el entrecruzamiento del polímero hidrofóbico con el agente de entrecruzamiento o ambas.

Como se utiliza aquí, "artículo" se refiere a un objeto moldeado. Un objeto se "moldea" cuando posee una forma reproducible, tridimensional que está predeterminada por una forma hueca. El término "artículo" como se utiliza aquí, también requiere que el artículo esté físicamente separado de la forma hueca, es decir, expulsado. Una mezcla 15 que se aplica a una superficie y se cura como un recubrimiento no se considera que sea "tridimensional", según el significado del término que aquí se utiliza.

"Perfil" es una forma formada en un proceso continuo mediante la extrusión de una composición a través de un molde.

"Recubrimiento" es una composición que se aplica a una superficie de un sustrato para actuar de recubrimiento 20 de esa superficie.

"Adhesivo" es una composición que se aplica a dos o más sustratos para unir los sustratos entre ellos.

"Sellado" es una composición que se aplica a dos o más sustratos para formar un sello entre los sustratos.

Una realización de la presente invención es una composición que comprende una fase polimérica hidrofóbica y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua. En una realización preferible, la fase de polímero 25 hidrofóbico está presente en una cantidad no inferior al 30% (preferiblemente no inferior al 60%) en peso de la composición total y en una cantidad no superior al 99% (preferiblemente no superior al 90%) en peso de la composición total; la fase de polímero superabsorbente expandido con agua está presente en una cantidad no inferior al 1% (preferiblemente no inferior al 10%) en peso de la composición total y en una cantidad no superior al 70% (preferiblemente no superior al 40%) en peso de la composición total; y el polímero superabsorbente está presente en 30 una cantidad no inferior al 0,1% (preferiblemente no inferior al 2,0%) en peso de la fase de polímero superabsorbente expandido en agua y no superior al 90% (preferiblemente no superior al 20%) en peso de la fase de polímero superabsorbente expandido en agua.

Las composiciones descritas se forman mezclando un primer componente que comprende partículas de polímero hidrofóbico dispersadas en una fase acuosa y un segundo componente que comprende partículas de polímero 35 superabsorbente y permitiendo que la mezcla cure, formando así la composición. El curado se caracteriza por la absorción de agua por las partículas superabsorbentes, con una exclusión sustancial de las partículas de polímero hidrofóbico, aumentando así el volumen de partículas superabsorbentes a expensas de la fase acuosa de la emulsión de polímero. A medida que el agua es absorbida por las partículas de polímero superabsorbente, las partículas de polímero hidrofóbico se van acercando entre ellas y se unen, formando así una fase de polímero hidrofóbico. De forma 40 simultanea, las partículas de polímero superabsorbente forman la fase de polímero superabsorbente expandido con agua. Este proceso se muestra esquemáticamente en las figuras 3A-3C.

Cuando se preparan composiciones de dos fases mediante los métodos aquí descritos, las cantidades de cada ingrediente utilizado corresponden a la cantidad deseada en la composición de dos fases final.

En un aspecto, la mezcla no empieza el curado hasta que ocurre un suceso iniciador o "disparador". 45 Específicamente, ciertos polímeros que de otro modo absorben poca o nada de agua se convierten en superabsorbentes como resultado de un suceso disparador. Otros polímeros que son superabsorbentes pueden aumentar sustancialmente su capacidad de absorber agua (por ejemplo, aumentar su capacidad de absorber agua al menos en dos veces, preferiblemente al menos en cinco veces, y más preferiblemente al menos en diez veces) como resultado de un suceso disparador. Un suceso disparador puede ser un cambio de temperatura o un ajuste de pH, que 50 inicia así el proceso de curado. Un polímero que se ha "iniciado" para que se convierta en superabsorbente o un polímero superabsorbente que se ha "iniciado" para que aumente de forma significativa su capacidad de absorber agua se dice que es "expandible en agua" y se convierte en expandido en agua. Previamente a la "iniciación", se dice que tales polímeros están "preexpandidos en agua". Un polímero preexpandido en agua, por lo tanto, no es superabsorbente hasta que se inicia o su capacidad de absorber agua es significativamente menor (por ejemplo, su capacidad es al 55 menos dos veces inferior, preferiblemente al menos cinco veces y más preferiblemente al menos diez veces) hasta que se inicia.

Los polímeros que se convierten en superabsorbentes tras un ajuste de pH o cuya capacidad de absorber agua aumenta significativamente tras un ajuste de pH incluyen los polímeros insolubles en agua que comprenden grupos funcionales ácidos como los ácidos carboxílicos y los polímeros que comprenden funcionales grupos básicos como las aminas terciarias. Estos polímeros se convierten en superabsorbentes o aumenta de forma significativa su capacidad de absorber agua cuando sus funcionalidades ácidas o básicas se neutralizan, lo que se refiere a ajustar el pH hasta que 5 se transforman suficientes grupos funcionales ácidos o básicos en sales o compuestos iónicos, de forma que los polímeros se convierten en expandibles en agua. La expansibilidad en agua de los polímeros con grupos funcionales acídicos aumenta a medida que los grupos se neutralizan y se convierten en aniónicos; de forma similar, la expansibilidad en agua de los polímeros con grupos funcionales básicos aumenta a medida que los grupos se neutralizan y se convierten en aniónicos. Cuando se utilizan estos polímeros para preparar las composiciones descritas, 10 el polímero puede neutralizarse previamente a su combinación con el primer componente. Alternativamente, el polímero se neutraliza tras combinar el primer y el segundo componente. Esperar hasta que los componentes están mezclados para neutralizar el polímero puede ser ventajoso en el sentido de que la mezcla es estable hasta que se "inicia" y puede manipularse posteriormente, por ejemplo, transportarse, dividirse o medirse, previamente a la iniciación del proceso de curado. Los polímeros superabsorbentes que requieren sucesos de iniciación previos a la absorción de agua o que 15 aumentan de forma significativa su capacidad de absorber agua cuando se "inician" se discuten en más detalle a continuación.

Los cambios de temperatura son iniciadores de otros tipos de superabsorbentes. Por ejemplo, los polímeros como la N-isopropilacrilamida absorben más agua a temperaturas inferiores a 37°C que por encima de esta temperatura. Por lo tanto, este superabsorbente puede mezclarse con una emulsión de polímero hidrofóbico a 20 temperaturas por encima de 37° C sin que ocurra el "curado". Cuando la temperatura disminuye, aparece una mayor expansión del superabsorbente y se inicia el proceso de curado. Los polímeros iniciados por temperatura que comprenden N-isopropilacrilamida son fabricados por Jartherm Industries Inc. de Newark, N.J. y están disponibles bajo el nombre comercial JARTHERM. Estos polímeros poseen temperaturas de transición en el rango de entre 20°C y 40°C.

El producto de este proceso puede tener una de una serie de morfologías. Por ejemplo, la composición puede 25 poseer una fase continua que comprende un polímero hidrofóbico y una fase discreta que comprende un polímero superabsorbente expandido con agua. Esta morfología se ilustra en la figura 1. Como el porcentaje en peso del polímero hidrofóbico en la composición excede el 50%, la probabilidad de formar esta morfología aumenta. Alternativamente, la composición posee una fase continua de polímero hidrofóbico y una fase continua superabsorbente expandida con agua. Esta segunda morfología se ilustra en la figura 2. La probabilidad de formar esta morfología aumenta a medida 30 que el porcentaje en peso del polímero hidrofóbico y el polímero superabsorbente expandido con agua en la composición se aproxima en ambos casos al 50%.

Opcionalmente, la mezcla formada a partir de la combinación del primer y segundo componente además comprende un aceite que se expande o disuelve las partículas del polímero hidrofóbico. El aceite puede añadirse a la mezcla como un tercer componente. Alternativamente, el segundo componente es una mezcla de las partículas de 35 polímero superabsorbente dispersadas en el aceite. Tras el mezclado, el polímero superabsorbente absorbe agua de la emulsión, con la exclusión sustancial de las partículas del polímero hidrofóbico, y las partículas de polímero hidrofóbico entran en contacto con la interfaz entre aceite y agua en la que las partículas de polímero hidrofóbico pueden absorber aceite. La fase de polímero hidrofóbico en este ejemplo aumenta en tamaño a expensas de la fase acuosa de la emulsión de polímero. El producto resultante es una fase continua de polímero expandido con aceite y una fase discreta 40 de polímero superabsorbente expandido con agua. Este proceso se indica en las figuras 4A-4D.

Cuando está presente el aceite, el polímero hidrofóbico está presente en una cantidad no inferior al 1% (preferiblemente no inferior al 30%) en peso de la fase de polímero hidrofóbico y en una cantidad no superior al 100%.

En otra opción, la mezcla formada a partir de la combinación del primer y segundo componente además comprende un agente adecuado para el entrecruzamiento del polímero hidrofóbico. En un ejemplo, el agente de 45 entrecruzamiento es un ingrediente del primer componente y se encuentra disperso o disuelto en la fase acuosa. En otro ejemplo, el agente de entrecruzamiento es un ingrediente del segundo componente y se encuentra disperso o disuelto cuando está presente un aceite o simplemente mezclado con el polímero superabsorbente cuando el aceite está ausente. Alternativamente, otro componente que no contenga un aceite, un superabsorbente o una emulsión de polímero puede contener el agente de entrecruzamiento, y se mezcla con el primer y segundo componente como parte 50 del proceso de curado. El agente de entrecruzamiento también puede entrecruzar el aceite o la combinación del aceite y el polímero hidrofóbico. El agente de entrecruzamiento también puede entrecruzar el polímero superabsorbente.

Otra realización de la presente invención es un sistema de dos componentes para preparar las composiciones descritas. El primer componente es una emulsión del polímero hidrofóbico; el segundo componente comprende el polímero superabsorbente; y las composiciones descritas aquí se forman tras la combinación de los dos componentes y 55 se deja curar. El sistema de dos componentes también puede transportarse a lugar de aplicación en contenedores separados, como latas o cubos, como un "paquete". De forma ventajosa, pueden medirse previamente de forma que puedan combinarse en el lugar sin más medidas. El "paquete" es preferiblemente un equipo, es decir, comprende contenedores separados situados dentro de una caja o cartón y que se vende como una unidad integral. En realizaciones preferibles de la invención, el primer componente puede estar contenido en un contenedor pequeño, como 60 una bolsa de plástico, y localizado dentro de un contenedor mayor que también contiene el segundo componente. En el

lugar, se abre el contenedor mayor, entonces se accede a la bolsa de plástico y se abre para permitir que el primer componente se libere y se mezcle con el segundo componente dentro del contenedor mayor.

Existen muchas opciones para la segregación de los ingredientes entre dos componentes previamente al mezclado y curado. A continuación se describen una serie de ejemplos.

En una opción, el primer componente es una emulsión de un polímero hidrofóbico y el segundo componente es 5 un polímero superabsorbente seco particulado. El pH de la emulsión del polímero hidrofóbico se configura de forma que el superabsorbente absorba agua cuando los dos componentes se mezclen. Este sistema de dos componentes se ilustra en la Figura 5.

En una segunda opción, el primer componente es una emulsión acuosa de un polímero hidrofóbico y el segundo componente es una emulsión acuosa de un polímero superabsorbente. El pH de la emulsión acuosa o 10 dispersión de polímero superabsorbente es tal que las partículas absorben muy poca o nada de agua, es decir, no es superabsorbente, o tal que la capacidad de absorber agua del polímero está significativamente por debajo de su capacidad. El pH de ambos componentes se configura de tal forma que las partículas superabsorbentes se neutralizan y se convierten en "superabsorbentes" cuando los dos componentes se mezclan o se convierten en significativamente más absorbentes cuando los dos componentes se mezclan. Este sistema de dos componentes se ilustra en la Figura 6. 15

En otra opción, el primer componente es una emulsión de un polímero hidrofóbico y un polímero que se convierte en superabsorbente cuando se neutraliza o que aumenta significativamente su capacidad de absorber agua cuando se neutraliza. El pH de la emulsión es tal que las partículas de polímero no son superabsorbentes o se encuentran significativamente por debajo de su capacidad de absorber agua. Un segundo componente se combina entonces con el primer y segundo componente y comprende un ácido o base que, cuando se combina con el primer 20 componente, ajusta el pH de forma que el polímero se neutraliza y se convierte en superabsorbente o aumenta significativamente su capacidad de absorber agua. Este sistema se ilustra en la Figura 7.

En otra opción, el primer componente es una emulsión de un polímero hidrofóbico y el segundo componente es una mezcla de un aceite qe puede expandirse o disolver partículas de polímero hidrofóbico y partículas de polímero superabsorbente dispersadas en éste. El pH del primer componente se ajusta de forma que las partículas de polímero 25 superabsorbente absorben agua cuando los dos componentes se mezclan o aumenta significativamente su capacidad de absorber agua. Este sistema de dos componentes se ilustra en la Figura 8.

En otra opción, el primer componente es una mezcla de una emulsión acuosa de un polímero hidrofóbico y una emulsión de aceite y/o una emulsión de resina fijadora. El segundo componente es un polímero superabsorbente seco particulado, una emulsión de polímero superabsorbente o una mezcla de un aceite y un superabsorbente. 30

Opcionalmente, los artículos de la presente invención comprenden un desecante en lugar o además del polímero superabsorbente. Un "desecante" es un material que absorbe agua, adsorbe agua o reacciona con el agua. Los desecantes adecuados incluyen compuestos inorgánicos que reaccionan con el agua o absorben agua, como el óxido de calcio, cemento Portly, óxido de magnesio, cementos hidráulicos, cemento con abundante alúmina, oxicloruro de magnesio, cemento, sulfato de calcio, sulfato de magnesio, sulfato sódico, silicato sódico [Na2SiO3], fosfato de 35 magnesio, fosfato de aluminio, cloruro cálcico, gel de sílice, zeolitos, alúmina y mezclas de los mismas.

Un polímero superabsorbente generalmente es un polímero hidrófilo entrecruzado. Normalmente, el tamaño de poro de un polímero superabsorbente, que se controla por el nivel de entrecruzamiento y el nivel de absorción de agua, se selecciona para que sea inferior al tamaño de las partículas de polímero hidrofóbico de forma que el agua, pero no las partículas hidrofóbicas se absorban en el proceso de curado. En algunos aspectos, sin embargo, algunas partículas 40 poliméricas del polímero hidrofóbico pueden verse absorbidas por el polímero superabsorbente. El polímero superabsorbente can ser aniónico, es decir, comprende monómeros polimerizados con un grupo aniónico o acídico, catiónico, es decir, comprende monómeros polimerizados con un grupo catiónico o básico, neutral, es decir, comprende monómeros polimerizados neutros, o combinaciones de los mismos. Ejemplos de polímeros superabsorbentes incluyen los polímeros de anhídrido maleico hidrolizado y copolímeros, lo que incluye los copolímeros con éteres de vinilo, 45 estirenos, etileno y otras olefinas, polivinilpirrolidona, poliestireno sulfonado, acrilato de polisulfetilo, poli(2-hidroxietil-acrilato), poliacrilamida, ácido poli(acrílico) y sales alcalinometálicas de las mismas, sales alcalinometálicas del ácido poli(acrílico), ácido poliacrílico modificado con almidón y sales alcalinometálicas del mismo, polisales alcalinometálicas de ácido acrílico modificado con almidón, poliacrilonitrilo hidrolizado y sales alcalinometálicas del mismo, polisales alcalinometálicas de poliacrilonitrilo hidrolizado, polisales alcalinometálicas del ácido vinilalcoholacrílico, sales de los 50 mismos y mezclas de los mismos. Otras opciones de material superabsorbente incluyen polisales alcalinometálicas del ácido acrílico como poli(acrilato sódico), acrilatos y metacrilatos de polihidroxialquilo, lactamas de polivinilo, alcoholes de polivinilo, polioxialquilenos, polisacáridos naturales o modificados de forma sintética, proteínas, alginatos, gomas de xantán, gomas de guar y celulósicos. Otros ejemplos incluyen las sales inorgánicas y orgánicas monovalentes y polivalentes de los anteriores polímeros que comprenden grupos funcionales acídicos o básicos. Las sales 55 alcalinometálicas son preferibles para los polímeros con grupos funcionales acídicos.

Los polímero superabsorbentes preferibles incluyen copolímeros de anhídrido maleico / éter de vinilo, ácido poli(acrílico), copolímeros de ácido poli(acrílico), ácido poli(metacrílico), copolímeros de ácido poli(metacrílico), ácido

poliacrílico modificado con almidón (por ejemplo, unión de cadenas laterales adicionales que contienen almidón de 2-propenamida-co-ácido 2-propenoico) y sales alcalinometálicas de los polímeros anteriores.

Como se ha discutido anteriormente, ciertos polímeros se convierten en superabsorbentes o aumenta de forma significativa su capacidad de absorber agua cuando se neutralizan. Así, el polímero no es superabsorbente o está significativamente por debajo de su capacidad de absorber agua cuando se sumerge en una solución acuosa, a no ser 5 que el pH ya se encuentre o se ajuste a un nivel en el que el polímero se neutralice. Por ejemplo, los polímeros y copolímeros de ácido acrílico, anhídrido maleico (por ejemplo, un copolímero de anhídrido maleico / éter de vinilo), ácido poliacrílico modificado con almidón, absorben significativamente menos agua en soluciones fuertemente acídicas que en soluciones básicas, pero se convierten en significativamente más absorbentes a medida que la solución acídica se basifica. De forma similar, los polímeros y copolímeros con polímeros amina absorben significativamente menos agua 10 en soluciones fuertemente básicas, pero se convierten en significativamente más superabsorbentes a medida que la solución básica se acidifica.

Como también se ha indicado anteriormente, una serie de polímeros absorben más agua a ciertas temperaturas. Por ejemplo, la N-isopropilacrilamida es más absorbente a temperaturas por debajo de 37°C que por encima de esta temperatura. 15

Los polímeros adecuados para la fase de polímero hidrofóbico son aquellos que pueden dispersarse en un medio acuoso o que pueden formar una emulsión acuosa. Los ejemplos incluyen la goma natural, goma natural prevulcanizada, goma de butilo, copolímeros de isobuteno-isopreno, poliisopreno, polibutadieno, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno, copolímeros de estireno-butadieno, goma de cloropreno, polivinilacetato, acetato de vinilo copolimerizado con uno o más ésteres de vinilo de un ácido alcanoico, acrilatos y/o hidrocarburos olefínicos, acrílicos 20 (es decir, homopolímeros o copolímeros de acrilatos de alquilo, metacrilatos de alquilo, ácido acrílico y/o ácido metacrílico), poliuretanos, cloruro de polivinilideno, cloruro de polivinilo, copolímeros de cloruro de vinilo-cloruro de vinilideno, fluoruro de polivinilideno, mezclas de fluoruro de polivinilideno y acrílicos, copolímeros de etilenvinilacetato, cloruro de polivinilo (PVC) (y co- y ter-polímeros de los mismos), goma de estireno-butadieno (SBR), copolímeros de bloque de estireno-butadieno (SBS), copolímeros de estireno-isopreno-estireno (SIS), copolímeros de bloque de 25 estireno-etilenbutileno-estireno (SEBS) y mezclas de los mismos. También son adecuadas las emulsiones de oligómeros reactivos, lo que incluye emulsiones de resinas epoxi, emulsiones de poliuretano, emulsiones de poliésteres insaturados, emulsiones de resinas con función amina, emulsiones de isocianato, emulsiones de resinas con función ácido carboxílico, emulsiones de resinas con función vinilo, emulsiones de resinas con función hidroxi y emulsiones de resinas con función acrilato y metacrilato. 30

Los polímeros hidrofóbicos preferibles incluyen la goma natural, la SBR y los acrílicos. Las emulsiones de asfalto y emulsiones de alquitrán de hulla también pueden utilizarse, opcionalmente en combinación con una emulsión de polímero sintético. Las emulsiones de polímero sintético preferibles para su utilización con emulsiones de asfalto incluyen SBR, SBS, goma natural, isopreno, cloropreno y butadieno. La emulsión de polímero hidrofóbico también ser una bioemulsión de polímero como una emulsión de proteínas o una emulsión de lípidos. 35

Los polímeros listados anteriormente pueden prepararse con otros co-monómeros que proporcionan otros tipos de funcionalidades reactivas que pueden reaccionar con agentes presentes en la composición, por ejemplo, agentes de entrecruzamiento que pueden actuar entrecruzando el polímero. Ejemplos de grupos reactivos funcionales incluyen el vinilo, epoxi, mercaptano, amina, isocianato, hidroxilo, ácido carboxílico, titinato, siloxi y acriloilo.

La selección de un agente de entrecruzamiento adecuado depende del tipo de polímero hidrofóbico en la 40 emulsión y la utilización final de la composición a preparar. Los polímeros, lo que incluye la goma natural, goma natural prevulcanizada, goma de butilo, copolímeros de isobuteno-isopreno, poliisopreno, polibutadieno, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno, copolímeros de estirenobutadieno, SBS, SIS, que comprenden insaturaciones pueden entrecruzarse con azufre o compuestos donadores de azufre. Estos pueden combinarse con acelerantes. Los agentes de curado peróxido también pueden utilizarse con estos polímeros. 45

Un paquete de vulcanización preferible, particularmente para los copolímeros de estireno-butadieno, comprende azufre elemental como donador de azufre del sistema, óxido de zinc como activador de la vulcanización, y una mezcla de xantato de zinc isopropilo (ZIX) y complejo dibutilditiocarbamatodibutilamina de zinc (ZDBCX) como acelerantes. Estos pueden utilizarse en los rangos preferibles, respectivamente, de 0,5 a 15,0 partes de azufre en base a las partes porcentuales de goma (a partir de este momento "phr"), de 0,5 a 20,0 phr (ZnO), de 0,1 a 5,0 phr (ZIX), y de 50 0,1 a 5,0 phr (ZDBCX). Otros agentes de vulcanización y/o paquetes conocidos son adecuados para su utilización en la invención. Véase por ejemplo, la patente estadounidense Nº 5.159.980, asignada a Halliburton, cuyo contenido completo se incorpora aquí como referencia.

Los polímeros que comprenden grupos funcionales de ácido carboxílico, como la SBR carboxilada y muchos polímeros acrílicos, se curan muy habitualmente con óxidos metálicos como el óxido de zinc y similares. El cloropreno 55 también puede curarse con óxido de zinc.

Como se ha indicado anteriormente, la elección del agente de entrecruzamiento y la cantidad utilizada depende de los grupos funcionales presentes en el polímero y el uso final de la composición resultante. Por ejemplo, pueden

utilizarse 1,-diaminoalcanos para entrecruzar polímeros con grupos electrofílicos como los isocianatos y epóxidos. Pueden utilizarse 1,-dihalocanos para entrecruzar polímeros con grupos nucleofílicos como los sulfhidrilos, aminas o hidroxilos. Muchos otros grupos de entrecruzamiento adecuados son conocidos para un experto en la materia, que será capaz de seleccionar los grupos apropiados junto con las condiciones y cantidades para efectuar la reacción de entrecruzamiento. 5

Los aceites que son adecuados para su utilización en la preparación de la composición descrita, se expanden y/o disuelven el polímero hidrofóbico de la emulsión polimérica del primer componente. El aceite seleccionado depende del uso final de la composición a preparar. Un experto en la materia podrá seleccionar los aceites adecuados que proporcionen las propiedades deseadas a la composición a preparar. Las opciones incluyen los aceites parafínicos, los aceites nafténicos, aceites aromáticos, ésteres de bajo peso molecular, lo que incluye los adipatos y ftalatos. Los aceites 10 vegetales también pueden utilizarse.

Opcionalmente, las composiciones descritas pueden comprender uno o más ingredientes adicionales para modificar las propiedades de la composición. El tipo y cantidad del ingrediente dependerá del uso final de la composición y de la naturaleza del resto de materiales que se encuentran en la composición. Los ingredientes opcionales incluyen los agentes de relleno reforzantes y no reforzantes, pigmentos, surfactantes, antioxidantes, 15 estabilizantes frente a la luz ultravioleta, fibras, tejidos, agentes de desmoldado o lubricantes, agentes de ahuecado, fijadores, coagulantes o coacervantes para las emulsiones, biocidas, agentes de coalescencia y solventes orgánicos. Normalmente, las composiciones descritas contienen entre el 0% y menos del 90% en peso del ingrediente "opcional", preferiblemente menos del 75% en peso.

Opcionalmente, las composiciones descritas (sistemas de dos componentes y artículos) están sustancialmente 20 libres de cemento y/o otros desecantes inorgánicos, en particular cuando el polímero superabsorbente es catiónico. Además, las composiciones descritas están sustancialmente libres de fluidos corporales. "Sustancialmente libres" significa libre en al menos un 99% en peso, preferiblemente libre en al menos un 99,9% en peso y más preferiblemente libre al 100%. Por lo tanto, la presente invención no incluye las composiciones formadas cuando los exudados de heridas son absorbidos por vendajes que contienen hidromel tras aplicarse a las heridas. 25

Las composiciones descritas, como se ha indicado anteriormente, son particularmente útiles en la elaboración de artículos, perfiles, sellados, adhesivos y recubrimientos con un propósito decorativo y/o funcional. Los artículos, perfiles, sellados, adhesivos y recubrimientos elaborados a partir de las composiciones descritas poseen muchas ventajas sobre los artículos, perfiles, adhesivos, sellados y recubrimientos anteriores en la materia que están elaborados a partir de material polimérico. Una importante ventaja de estas composiciones es la capacidad de procesar 30 rápidamente, con muy poca o sin reacción exotérmica, una composición líquida que comprende una dispersión acuosa en una forma sólida deseada para su uso final sin necesidad de eliminar el agua. El agua es retenida, al menos inicialmente, en la conversión de la composición líquida en un sólido. Esta característica permite la rápida transformación de un líquido a un sólido incluso para perfiles gruesos. Los artículos, perfiles, sellados, adhesivos y recubrimientos producidos a partir de las composiciones descritas son resistentes al fuego, pueden prepararse sin 35 calentamiento o utilización de solventes inflamables y tóxicos y sin necesidad de eliminar solventes. Los procesos para preparar artículos, perfiles, sellados, adhesivos y recubrimientos que comprenden las composiciones descritas por estos procesos se describe en mayor detalle a continuación. Las composiciones descritas son particularmente adecuadas para su utilización en el moldeado por inyección de líquidos de dos componentes, que es un proceso para producir un artículo moldeado. Un dispositivo de mezclado puede utilizarse para mezclar los ingredientes justo antes de su 40 inyección en el molde o inmediatamente a continuación en el molde. Los ingredientes se segregan en al menos dos componentes previamente al moldeado, como se ha descrito anteriormente. Tras el curado, el artículo moldeado se separa del molde. Aunque los solventes pueden eliminarse opcionalmente por calor o vacío, el curado se alcanza generalmente sin estas manipulaciones adicionales.

Las composiciones descritas también pueden utilizarse en otros procesos de moldeado, como el moldeado por 45 inyección, moldeado por transferencia, moldeado por compresión, recubrimiento, encapsulación y similares. Por ejemplo, el moldeado por inyección puede realizarse con las composiciones descritas, preferiblemente divididas o seccionadas en pequeños fragmentos, utilizando una máquina de moldeado por inyección de tipo de tornillo reciprocante que se utiliza normalmente para los termoplásticos. Para el moldeado por transferencia o moldeado por compresión, pueden utilizarse prepregs del compuesto de extrusión, compuesto moldeado en lote o compuesto 50 moldeado en lámina preparado a partir de las composiciones descritas, como se describe a continuación.

Para el moldeado por inyección, transferencia o compresión, un compuesto moldeado se produce inicialmente como una operación separada. Generalmente es necesaria una forma fragmentada del compuesto moldeado para el moldeado por inyección. Los prepregs, piezas mucho mayores de compuesto moldeado, son generalmente necesarios para el moldeado por transferencia y compresión. Para obtener compuestos moldeados por extrusión con los métodos 55 descritos, normalmente se utiliza un extrusor de doble tornillo. Los ingredientes pueden añadirse en uno o más puertos. Los ingredientes pueden añadirse como dos o más corrientes (componentes) en el extrusor. El mezclado, absorción de agua por el polímero superabsorbente (excepto cuando se desea formación de espuma), coalescencia del polímero hidrofóbico y absorción de aceite (si se utiliza un aceite) se efectúa generalmente en el extrusor, aunque no necesariamente por completo. El entrecruzamiento (si se utiliza un agente de entrecruzamiento) generalmente ocurre en 60 la operación de moldeado. La composición puede extruirse entonces a través de un molde al final del extrusor. El

material extruido puede cortarse en secciones o fragmentarse, para luego utilizarse en operaciones de moldeado, como el moldeado por inyección, moldeado por transferencia o moldeado por compresión.

Pueden utilizarse mezcladores de tipo por lotes para obtener los compuestos moldeados. Los mezcladores por lotes incluyen las amasadoras, como las amasadoras de doble hoja sigma, banbury, laminadores y similares. Como para la obtención de compuestos por extrusión, el mezclado, absorción de agua por el superabsorbente, coalescencia 5 de las partículas de polímero hidrofóbico y absorción de aceite por el polímero hidrofóbico, generalmente, aunque no necesariamente por completo, ocurre en el paso de formación del compuesto. El entrecruzamiento generalmente ocurre en la operación de moldeado.

Los compuestos moldeados a granel (BMC) son compuestos moldeados reforzados con fibra. Los ingredientes de la formulación son similares a los de los compuestos moldeados por extrusión, con la excepción de que la 10 formulación también comprende fibras inorgánicas u orgánicas finamente picadas. Puede utilizarse un mezclador de tipo por lotes. Normalmente, todos los ingredientes se mezclan, excepto la fibra, que se añade después, en el proceso de mezclado para evitar la fractura de las fibras y una rotura excesiva de los haces de fibra. Los BMC mezclados deben ser lo suficientemente dúctiles para que se les pueda dar forma en prepregs y luego poder moldearse por compresión o transferencia. Efectuar una absorción de agua por el polímero superabsorbente, coalescencia y absorción de aceite 15 completa (si se utiliza un aceite) en el proceso de mezclado puede resultar en compuestos que son demasiado rígidos. Por lo tanto, sería deseable efectuar una absorción de agua por el polímero superabsorbente sólo parcial o nula, una coalescencia parcial o nula, y una absorción de aceite parcial o nula (si se utiliza un aceite) en el proceso de mezclado. En lugar de ello, los mecanismos de curado ocurren preferiblemente durante el proceso de moldeado. Otras alternativas para preparar una mezcla moldeable incluyen la utilización de niveles elevados de aceite, por ejemplo, un aceite 20 reactivo. El entrecruzamiento generalmente se efectúa en la operación de moldeado por transferencia o compresión.

Los compuestos moldeados en laminas (SMC) es otro tipo de compuestos moldeados reforzados con fibra. Los compuestos moldeados en láminas comprenden los mismos ingredientes básicos que los BMC, pero el proceso de elaboración es diferente. Todos los ingredientes con la excepción de las fibras picadas se mezclan y se utilizan para recubrir una red, por ejemplo, una guía o una cinta de liberación en una operación de recubrimiento continua. El 25 recubrimiento puede aplicarse mediante cualquier método adecuado, como se describe a continuación. La fibra picada se adiciona sobre la red recubierta y se incluye en el compuesto. Opcionalmente, puede adicionarse otra capa del compuesto sobre la fibra picada para recubrirla. Entonces el compuesto se corta en prepregs y se moldea por transferencia o por compresión.

Opcionalmente, el artículo puede espumarse durante cualquiera de los procesos de moldeado descritos 30 anteriormente. Por ejemplo, el espumado ocurre cuando el volumen de material moldeado no curado es inferior al volumen del molde. La vaporización de agua inducida por el calor del proceso exotérmico del curado, por el vacío y/o simplemente por un calentamiento externo del molde, puede crear el espumado. El espumado también puede inducirse mediante un mezclado con aire y un agente de incorporación de aire en la composición previamente a la inyección.

Los perfiles pueden elaborarse en un proceso de extrusión. Puede utilizarse un extrusor de tornillo doble tanto 35 para la formación del compuesto como para la extrusión de la composición en un perfil. El mezclado, la absorción of agua por el polímero superabsorbente (excepto cuando se desea un espumado), la coalescencia del polímero hidrofóbico y la absorción de aceite (si se utiliza un aceite) se efectúan, completamente o parcialmente, en el extrusor. El material extruído, el perfil formado por extrusión del compuesto a través del molde, puede entrecruzarse en aire caliente o en algunos medios líquidos calientes, como agua, glicol o aceite. Este proceso puede ser un proceso continuo 40 o en lotes. Alternativamente, la formación del compuesto puede realizarse en un mezclador por lotes y el perfil puede formarse con un extrusor.

Las composiciones descritas también son particularmente útiles como recubrimientos. El recubrimiento puede aplicarse a la superficie o a una red para preparar una película, lámina, tejido polimérico y similares. Las redes adecuadas incluyen el papel, la película de plástico, tejido inorgánico, tejido polimérico y una cinta de moldeado. 45 Cuando se utiliza un recubrimiento, la composición puede aplicarse mediante un cepillo, rodillo, pincel de goma, paleta, un cuchillo sobre un rodillo aplicador, un rodillo aplicador, aplicador de huecograbado, varilla de alambre enrollado o como una pulverización de un único componente o de dos componentes. En muchas aplicaciones es deseable reducir la cantidad de tiempo entre mezclado y aplicación. Para este propósito, un mezclador estático de dos componentes puede introducir los dos componentes directamente en una aplicador de tipo superficie, de rodillo o de varilla de alambre 50 enrollado. Por ejemplo, un extrusor de doble tornillo puede utilizarse tanto para mezclar como para recubrir, minimizando así drásticamente el tiempo del mezclado al recubrimiento.

Cuando se utilizan como recubrimiento, las cantidades de cada ingrediente es la descrita anteriormente. Pueden estar presentes ninguno, uno o más de los ingredientes opcionales, lo que incluye un aceite. De forma ventajosa, las composiciones descritas pueden utilizarse como recubrimiento para las aplicaciones impermeables. Las 55 composiciones impermeables se describen a continuación.

Las composiciones descritas poseen muchas otras utilidades, lo que incluye su uso como impermeabilizantes, membranas impermeables, compuestos de encapsulado, adhesivos, sellados, absorbentes, membranas permeables al vapor, materiales de acolchado y en cosméticos, alimentación y vehículos de liberación prolongada de productos

farmacéuticos. El tipo de ingrediente, la cantidad de cada ingrediente y el proceso de elaboración se cambian para adaptarse a la aplicación y propiedades del uso final deseado. Las utilizaciones de las composiciones descritas y los procesos preparativos, por lo tanto, se describe en más detalle a continuación.

Cuando se utiliza como un adhesivo sensible a la presión, la composición descrita normalmente comprende un elastómero, un fijador y un aceite (también denominado un "plastificante"). Algunos elastómeros, como los ésteres 5 acrílicos, que comprenden cuatro o más átomos de carbono en el componente éster, son sensibles a la presión de forma inherente, y pueden no requerir una modificación con un plastificante y/o un fijador. Otros elastómeros, lo que incluye SBR, polibutadieno, poliisopreno, goma de butilo, poliisobutileno y policloropreno requieren la formación del compuesto con un plastificante y/o un fijador para inducir las propiedades de sensibilidad a la presión. Los ingredientes opcionales incluyen un agente de entrecruzamiento, surfactantes, rellenos reforzantes y no reforzantes, antioxidantes y 10 estabilizantes frente a la UV.

Un adhesivo sensible a la presión que comprende las composiciones descritas normalmente se prepara a partir de una emulsión de elastómero, una emulsión de fijador y plastificante puro, aunque el plastificante puede utilizarse opcionalmente también como una emulsión. Los fijadores y plastificantes deben ser compatibles con la goma que se selecciona. Los fijadores adecuados incluyen emulsiones de asfalto, alquitrán de hulla, hidrocarburos alifáticos, 15 hidrocarburos aromáticos, politerpenos, resinas de cumaronindeno y similares; los plastificantes adecuado incluyen emulsiones o formas puras de aceites parafínicos, aceites nafténicos, aceites aromáticos, poliésteres líquidos, polibutenos líquidos y similares.

Para los adhesivos sensibles a la presión basados en isopreno, butadieno, SBR, goma de butilo, poliisobutileno y cloropreno, la fase de polímero hidrofóbico comprende el polímero hidrofóbico, el fijador y el aceite. La fracción en 20 peso de polímero hidrofóbico en la fase de polímero hidrofóbico es de entre el 20% y el 90% en peso, la fracción en peso de fijador en la fase de polímero hidrofóbico es de entre el 10% y el 75% en peso, la fracción en peso de aceite en la fase de polímero hidrofóbico es de entre el 0% y el 50% en peso. Las cantidades del resto de ingredientes son como se han descrito anteriormente.

Para los adhesivos sensibles a la presión basados en acrílicos, la fase de polímero hidrofóbico comprende el 25 polímero hidrofóbico y aceite. La fracción de peso preferible de polímero hidrofóbico en la fase de polímero hidrofóbico es de entre el 65% y el 100% en peso. El resto es aceite. Las cantidades del resto de ingredientes son como se han descrito anteriormente.

Los adhesivos sensibles a la presión que comprenden las composiciones descritas se preparan a partir de composiciones de dos componentes. Por ejemplo, el adhesivo se prepara a partir de un primer componente que 30 comprenden una emulsión de un elastómero mezclado con una emulsión de un fijador y un segundo componente que comprende una mezcla de plastificante y un polímero superabsorbente. El primer y segundo componentes se mezclan previamente a su uso. En otro ejemplo, el primer componente es una emulsión que comprende el elastómero y opcionalmente el fijador y el segundo componente es el desecante sólido seco. En otro ejemplo, el primer componente es una emulsión de polímero y el segundo componente es aceite y superabsorbente. En otro ejemplo el primer 35 componente es una emulsión de un polímero, y opcionalmente una emulsión de fijador, y/o una emulsión de plastificante, y el segundo componente es una dispersión acuosa de un superabsorbente mantenido a un pH en el que aparezca poca o ninguna expansión. Los dos componentes se combinan y el curado se inicia al ajustarse el pH.

Los adhesivos sensibles a la presión que comprenden las composiciones descritas pueden utilizarse para la producción de cinta adhesiva y materiales laminados mediante procesos de recubrimiento continuo de la red, como se 40 ha descrito anteriormente. Para la producción de cinta adhesiva, la composición puede utilizarse para recubrir una guía de liberación y laminarse en una lámina de soporte como una película de plástico o viceversa. Cuando se utiliza como un adhesivo de laminado, la composición se utiliza para recubrir una red y se realiza el laminado sobre otra, adhiriéndose así a la otra. El paso final normalmente es el enrollado.

Pueden unirse dos sustratos con un adhesivo sensible a la presión de la presente invención. El método 45 preferible de aplicación de los adhesivos sensibles a la presión de la presente invención es una pulverización de dos componentes, en la que se aplica una composición de adhesivo sensible a la presión a un sustrato. Tras la aparición de la inversión de fases y el secado de la superficie de la composición puede aplicarse un segundo sustrato, con presión, a una superficie expuesta del adhesivo sensible a la presión. Alternativamente, pueden unirse dos sustratos antes de que ocurra la inversión de fases del adhesivo sensible a la presión. En este ejemplo, la inversión de fases ocurre tras la 50 unión.

Opcionalmente, la cinta adhesiva o el laminado pueden calentarse para efectuar un curado más rápido. Sin embargo, el calentamiento generalmente no es necesario, y de hecho, una ventaja de la presente invención es que estos procesos pueden realizarse sin calor. Por lo tanto, es posible realizar estos procesos a tasas elevadas de producción ya que no es necesario que la composición se cure completamente cuando se fabrica. El curado completo 55 puede ocurrir durante el almacenado del rollo. Otra ventaja es que ahora es posible procesar adhesivos que normalmente serían difíciles de procesar mediante las técnicas de fusión en caliente o recubrimiento con solvente. Los adhesivos sensibles a la presión también pueden utilizarse para el ensamblado de objetos a pegar entre sí.

Las composiciones descritas también pueden utilizarse como una composición impermeable o un recubrimiento. Por ejemplo, el primer y segundo componente pueden empaquetarse en dos contenedores separados, mezclarse y aplicarse, por ejemplo, manualmente o mediante un equipo de pulverización, como se ha descrito anteriormente. Las composiciones preferibles para la impermeabilización o recubrimiento comprenden una emulsión de un polímero hidrofóbico como uno de los componentes y una mezcla de polímero superabsorbente y aceite como 5 segundo componente. Las emulsiones preferibles de polímero hidrofóbico incluyen aquellas basadas en acrílicos, isopreno, butadieno, goma de butilo, poliisobutileno y cloropreno. Las emulsiones más preferibles de polímero hidrofóbico incluyen las basadas en goma natural y SBR. Los aceites preferibles para las composiciones que comprenden goma natural y SBR incluyen aceites parafínicos, nafténicos y aromáticos. Los superabsorbentes preferibles incluyen un copolímero de anhídrido maleico y un éter de vinilo, ácido poli(acrílico), un copolímero de ácido 10 poli(acrílico), ácido poli(metacrílico), un copolímero de ácido poli(me-tacrílico), cadenas laterales unidas que contienen almidón y que consisten en ácido 2-propenamida-co-2-propenoico, y sales alcalinometálicas de los anteriores. Los productos superabsorbentes comerciales preferibles incluyen los productos de la serie WATERLOCK de Grain Processing Corp., los productos de la serie CARBOPOL de Noveon, y STABILEZE QM y otros productos de polímero superabsorbentes de Internatinal Specialty Products. 15

Para las composiciones impermeables y de recubrimiento basadas en acrílicos, isopreno, butadieno, SBR, goma de butilo, poliisobutileno y cloropreno, la fase de polímero hidrofóbico comprende el polímero hidrofóbico, un fijador y un aceite. La fracción en peso del polímero hidrofóbico en la fase de polímero hidrofóbico es de entre el 20% y el 100% en peso, la fracción en peso de fijador en la fase de polímero hidrofóbico es de entre un 0% y un 75% en peso, y la fracción en peso de aceite en la fase de polímero hidrofóbico es de entre un 0% y un 75% en peso. Las cantidades 20 de otros ingredientes en la composición son como se han descrito anteriormente.

Las composiciones descritas también se adaptan de forma ideal para su uso como impermeabilizantes para las juntas frías en la construcción con cemento. Las composiciones pueden diseñarse para que sean sensibles a la presión y/o absorbentes de agua. Las composiciones de adhesivo sensible a la presión descritas anteriormente pueden utilizarse como impermeabilizantes. En una composición impermeabilizante preferible, el polímero hidrofóbico es 25 continuo y el polímero superabsorbente expandido con agua es la fase dispersa o, alternativamente, tanto el polímero hidrofóbico como el superabsorbente expandido con agua son continuos.

El impermeabilizante puede elaborarse en la fábrica o en el lugar de trabajo. En la fábrica, la composición puede mezclarse y extruirse como un perfil con la forma deseada. El perfil se sitúa en la junta de trabajo sobre una superficie de cemento endurecido y se mantiene en su sitio, por ejemplo, mecánicamente o sujeto con cola. Entonces se 30 moldea el cemento sobre la superficie de cemento endurecido con el perfil extraído sujeto a éste. Alternativamente, una composición de dos componentes puede mezclarse en el y aplicarse como un líquido sobre una superficie de cemento endurecido, y dejar tiempo para el curado antes de moldear el cemento sobre la superficie de cemento endurecido. Alternativamente, los dos componentes pueden aplicarse por pulverización utilizando un equipo de pulverización de dos componentes o como una cuenta o perfil utilizando un equipo mezclador, medidor o extrusor de componentes. Las dos 35 composiciones también pueden aplicarse con una pistola de calafateo de tipo cartucho de dos componentes.

Un impermeabilizante que es tanto hidrofílico como sensible a la presión proporciona una protección impermeable para las juntas frías de al menos dos formas. El impermeabilizante se expande en presencia de agua de una fuente externa para bloquear y presurizar la junta de trabajo. Además, el material se adhiere a ambas caras de la junta de trabajo de cemento ya que el material es sensible a la presión. Los impermeabilizantes que son sensibles a la 40 presión se preparan a partir de ingredientes y utilizan cantidades que son como las descritas anteriormente para los adhesivos sensibles a la presión. Los impermeabilizantes que no son sensibles a la presión también pueden formularse utilizando los tipos y cantidades de ingredientes que se han descrito anteriormente para las composiciones impermeables y recubrimientos.

En un ejemplo, la fase de polímero hidrofóbico en el adhesivo sensible a la presión impermeabilizante es 45 continua y comprende SBR, sólidos fijadores y un aceite como el aceite nafténico. La fracción en peso de la fase continua en relación a la composición completa es de entre el 55% y el 80% en peso. La fase continua comprende entre el 25% y el 90% en peso de SBR, entre el 10% y el 65% en peso de fijador, y entre el 0% y el 50% en peso de aceite. El resto de las composiciones es la fase discreta (fase de superabsorbente expandido con agua) que comprende entre un 0,5% y un 10% en peso de un polímero superabsorbente como el copolímero de poliviniléter-anhídrido maleico. En un 50 ejemplo específico, se prepara un adhesivo sensible a la presión impermeabilizante a partir del siguiente sistema de dos componentes aplicados en líquido: el componente A comprende una mezcla de una emulsión de SBR con un 70% de sólidos y una emulsión de fijador con un 50% de sólidos. El resto del componente A es agua. El componente B comprende un aceite nafténico y copolímero de poliviniléter-anhídrido maleico.

En otro ejemplo, la fase de polímero hidrofóbico de un adhesivo acrílico sensible a la presión impermeabilizante 55 es continua y comprende un acrílico sensible a la presión y un aceite de poliéster como un adipato o ftalato. La fracción en peso de la fase continua en relación a la composición completa es de entre el 70% y el 80% en peso, la fase continua comprende entre el 65% y el 100% en peso de acrílico, siendo el resto aceite. La fase discreta es la fase de polímero superabsorbente expandido con agua, que comprende entre el 0,5% y el 10% en peso de un polímero superabsorbente como el copolímero de poliviniléter-anhídrido maleico. 60

Las composiciones de la presente invención pueden utilizarse como sellados utilizando, por ejemplo, las composiciones impermeables y de recubrimiento descritas anteriormente. Los sellados pueden aplicarse mediante procesos similares a los descritos anteriormente para los impermeabilizantes.

Otra utilidad de las composiciones descritas es como material de acolchado. Los materiales de este tipo generalmente comprenden un elevado nivel de plastificante, y opcionalmente, un agente de entrecruzamiento. Los 5 materiales de acolchado pueden moldearse, moldearse por inyección o fundirse. El entrecruzamiento, si está presente, se realiza preferiblemente a medida que se le da forma a la composición en un artículo o tras darle forma a la composición en un artículo. En un ejemplo de material de acolchado, la fase de polímero hidrofóbico es continua y comprende entre un 1% y un 50% en peso de polímero hidrofóbico; el resto es un aceite adecuado. Las cantidades de resto de los ingredientes en la composición son como se ha descrito anteriormente. 10

Otra utilidad importante de las composiciones descritas es como absorbente. Los ingredientes opcionales incluyen un plastificante y un agente de entrecruzamiento. También pueden añadirse otros ingredientes. Cuando se utiliza como absorbente, es preferible que el polímero hidrofóbico ocupe una continua fase en la composición en dos fases curada. Una emulsión de polímero puede mezclarse con un superabsorbente seco particulado, una emulsión de superabsorbente, o superabsorbente disperso en aceite mediante varios procesos de mezclado que ya se han descrito. 15 Es importante recubrir o dar forma la composición poco después del mezclado. En este caso, se puede dar forma de lámina a la composición mezclada moldeándola sobre una cinta de moldeado tras el mezclado. Otra opción es añadirla como recubrimiento sobre una película de plástico de tipo red, un tejido o una guía de liberación para producir una estructura soportada. Otra opción es extruir un perfil y utilizar el extrusor tanto para mezclar como para dar forma a la composición. 20

Otra utilidad de las composiciones descritas es como dispositivo médico para la liberación y/o liberación controlada de un agente biológicamente activo, por ejemplo, un producto farmacéutico, pesticida, fertilizante y similares. La fase hidrofílica y la fase hidrofóbica de la composición reducen los problemas de solubilidad a menudo asociados con la liberación de tales agentes, lo que incluye las moléculas pequeñas y los agentes basados en proteínas activos a nivel farmacéutico. Con respecto a los compuestos farmacéuticos, la liberación de un agente puede controlarse mediante la 25 formulación de la composición para que se degrade al pH deseado. Por lo tanto, seleccionando la formulación adecuada, es posible controlar la liberación del agente en diferentes partes del cuerpo y a una tasa deseada. Por ejemplo, al formular en forma de una píldora o cápsula que es resistente a la degradación acídica pero susceptible a la degradación a pH neutro, el agente farmacéuticamente activo pasará por el estómago y se liberará en la parte inferior del tracto digestivo. Los sistemas de este tipo están particularmente bien adaptados para la liberación de agentes 30 basados en proteínas. Además, el dispositivo también puede formularse como un parche dérmico de liberación controlada de un agente farmacéutico.

La invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos, que no pretenden ser limitantes en modo alguno.

EJEMPLOS

Ejemplo 1 35

Se preparó una formulación de dos componentes. Los ingredientes de cada componente y las cantidades utilizadas se muestran en la Tabla a continuación.

Ingrediente

Nº 1

Nombre comercial

Tipo Componente A (g) Componente B (g)

INTEX 132

emulsión de SBR (70% de sólidos en peso) 110,9

SHELLFLEX 6212

aceite nafténico 77,64

STABILEZE QM

copolímero superabsorbente de anhídrido maleico/éter de vinilo 1,7

azufre 1,17

óxido de zinc 3,91

isopropilxantato de zinc 2,34

dibutilditiocarbamato de zinc 2,34

dibutilamina

Total de componente

89,1 110,9

Composición total

200

Como puede observarse en la Tabla, los ingredientes en el componente A eran un aceite, un polímero superabsorbente y agentes de entrecruzamiento, y el componente B comprendía una emulsión de polímero hidrofóbico. 40

El componente A se preparó con un mezclador de tipo rotor-estator de elevada velocidad Silverson. Todos los

ingredientes, excepto el superabsorbente, se introdujeron en un contenedor y se mezclaron a 4000 rpm durante 15 minutos. Se utilizó un mezclador de vacío de un solo eje y de tipo paletas (a alrededor de 200 rpm) para incorporar el superabsorbente en la mezcla de aceite y agentes de entrecruzamiento. Este paso de mezclado se realizó durante un minuto bajo vacío. El componente B se añadió inmediatamente al componente A y la composición se mezcló con el mezclador de vacío. Apareció un espesado significativo en un minuto. La composición era gomosa en este momento. La 5 muestra se presionó en una lámina de 60 mil. Entonces se permitió que la composición se entrecruzara a temperatura ambiente durante una semana. La resistencia a la tracción y la elongación se midieron a una velocidad de trazado de 20"/minuto. Los resultados se muestran a continuación

Resistencia a la tracción (psi)

Elongación (%)

151,2

274,4

Ejemplo 2 10

Una formulación de dos componentes que no comprende aceite se preparó y se mezcló como se describe en el Ejemplo 1. Los ingredientes de cada componente se muestran en la Tabla a continuación.

Ingrediente

Nº 2

Nombre comercial

Tipo Componente A (g) Componente B (g)

HARTEX 101

emulsión de goma natural (60% de sólidos en peso) 166

aceite nafténico 50

STABILEZE QM

copolímero superabsorbente de anhídrido maleico/éter de vinilo 3,3

azufre 1.5

óxido de zinc 5

isopropilxantato de zinc 3

dibutilditiocarbamato de zinc 3

dibutilamina

Total de componente

65,8 166

Composición total

231,8

Los resultados de las pruebas de resistencia a la tracción y elongación de la composición obtenida de mezclar los dos componentes se muestran a continuación. 15

Resistencia a la tracción (psi)

Elongación (%)

563,1

264,9

Ejemplo 3

Se preparó una composición de dos componentes como se describe a continuación. Los ingredientes de cada componente y las cantidades utilizadas se muestran en la Tabla a continuación.

Ingrediente

Nº 3

Nombre comercial

Tipo Componente A (g) Componente B (g)

UCAR 123

emulsión de acrílico 125

STABILEZE QM

copolímero superabsorbente de anhídrido maleico/éter de vinilo 3,26

agua 21,74

Total de componente

25 125

Composición total

150

El componente A es una dispersión de un polímero superabsorbente dispersado en agua. El otro componente 20 es una emulsión acuosa de un copolímero de butilacrilato-estireno, que es sensible a la presión.

El componente A se preparó utilizando un disolvente de elevada velocidad Cowels. Fueron necesarios unos minutos de mezclado para producir un material denso, parecido a una pasta. Se introdujeron el componente A y el componente B en el mezclador de vacío y se mezclaron durante dos minutos. Se observó un aumento significativo de la viscosidad en este punto, y la mezcla mostró una consistencia untable, parecida a una pasta. Una lámina de 60 mil se 25 presionó entre dos láminas guía de liberación de PET. Este material transformó su consistencia a gomosa tras reposar

durante un día. La resistencia a la tracción se midió tras una semana. Los resultados se muestran a continuación.

Resistencia a la tracción (psi)

Elongación (%)

5,3

155,2

Estos resultados muestran que las composiciones de la presente invención pueden prepararse sin un aceite.

Ejemplo 4

Las formulaciones se prepararon y probaron de forma similar comparado con el Ejemplo 1, excepto que se 5 añadió agua al componente A para algunas formulaciones. La resistencia a la tracción y la elongación se evaluó en función de la fracción de volumen del polímero y de aceite en las composiciones.

1 4 5 6

Fracción en peso de polímero y aceite

0,78 0,7 0,64 0,22

Fracción en peso de superabsorbente y agua

0,22 0,3 0,36 0,78

Resistencia a la tracción (psi)

151 44 No testado NA

Elongación (%)

274 202 NA

Se utilizó INTEX 132 en el componente B de todas las muestras.

Se utilizó el aceite nafténico SHELLFLEX 6212 en el componente A en todas las muestras. 10

La proporción aceite/goma fue de 1 en todas las muestras.

La fracción en peso de polímero y agua se ajustó añadiendo agua.

El componente A en todas las muestras comprendía 5 partes de superabsorbente STABILEZE QM/ 100 partes de agua.

Se utilizaron 1.5 phr de azufre, 5 phr de ZnO, 3 phr de xantato de zinc isopropilo, 3 phr de dibutilditiocarbamato 15 de zinc y dibutilamina en el componente A en todas las muestras.

La formulación 1 poseía unas propiedades, es decir, resistencia a la tracción y elongación, similares a la composición preparada en el Ejemplo 1. Una masa gomosa sólida se formó justo tras el mezclado. La formulación 4 poseía unas propiedades similares a la formulación 1. La formulación 5 mostró un aumento significativo de viscosidad tras el mezclado y se formó una fase gomosa continua. La resistencia a la tracción de la composición formada a partir 20 de la formulación 5 era inferior que la resistencia de la composición formada a partir de la formulación 1. La formulación 6 no mostró un aumento significativo de la viscosidad tras el mezclado y fue un líquido de baja viscosidad tras reposar durante varias horas.

Las formulaciones que comprenden una elevada fracción en volumen de polímero y aceite mostraron el comportamiento deseado, ya que el proceso de “curado” dirigido, la absorción de agua que conduce a la coalescencia 25 del polímero hidrofóbico, ha ocurrido como se hace evidente por la naturaleza gomosa de las composiciones y la resistencia a la tracción y elongación medibles.

Estos resultados muestran que las composiciones que comprenden una elevada fracción en peso del polímero hidrofóbico y de aceite muestran unas propiedades mecánicas útiles comparadas con las composiciones que comprenden una elevada fracción en peso de superabsorbente expandido con agua. Estos resultados son consistentes 30 con las conclusiones de que las composiciones que comprenden una elevada fracción en peso de polímero hidrofóbico y aceite comprenden una fase continua de goma expandida en aceite ya que la fase de polímero hidrofóbico expandida en aceite posee una resistencia mecánica elevada y la fase de superabsorbente expandido con agua posee una resistencia mecánica baja.

Ejemplo 5 35

Se preparó una composición impermeable al agua a partir de un sistema de dos componentes que consiste en los ingredientes que se muestran en la Tabla a continuación:

Ingrediente

Nº 5

Nombre comercial

Tipo Componente A (g) Componente B (g)

UCAR 123

emulsión de acrílico 200

STABILEZE QM

copolímero superabsorbente de anhídrido maleico/éter de vinilo 8

PLASTILIT 3060

plastificante 26

Total de componente

34 200

Composición total

234

El componente A se mezcló con un disolvente Cowels a velocidad media durante dos minutos. El componente B se añadió al A y se mezcló con un disolvente Cowels durante dos minutos. La composición era una pasta densa en este punto. Ésta se utilizó para probar la presión hidrostática. El procedimiento se describe a continuación. 5

En primer lugar se moldeó una plancha de cemento ajustada con postes metálicos y la composición impermeabilizante se expandió sobre la superficie con una espátula con un grosor medio de 1/8". Se dejó que el impermeabilizante curara durante 4 días. El espécimen se ajustó entonces con un tubo que se dejó sobre el impermeabilizante. Otra plancha de cemento se moldeó entonces sobre el impermeabilizante. La presión hidrostática se probé llenando el tubo con agua y uniéndolo a una línea de agua presurizada regulada. La presión se hizo aumentar en 10 incrementos de 5 psi cada día. La muestra no falló hasta los 40 psi.

Ejemplo 6

Se utilizaron medidas microscópicas para confirmar la morfología de las composiciones descritas. Específicamente, se mezcló un primer componente que comprende una emulsión de un polímero hidrofóbico y un segundo componente que comprende un polímero superabsorbente dispersado en un aceite. El primer componente 15 también contenía un colorante fluorescente soluble en agua. Tras el mezclado, la fase de polímero superabsorbente expandido en agua contiene el colorante fluorescente, que facilitaron su análisis confocal.

La formulación utilizada para la evaluación se muestra a continuación.

Peso

PtA

aceite nafténico

70

superabsorbente de éter de vinilo - anhídrido maleico

1,5

Pt B

látex SBR (70% en sólidos)

100

yoduro de propidio *1 mg/ml (en H2O)

2*

El primer componente se denomina "Pt B" en la tabla anterior e incluye el colorante fluorescente yoduro de 20 propidio, que se premezcla con el látex SBR. El colorante fluorescente era soluble en agua e insoluble en el polímero hidrofóbico. El colorante se añadió para visualizar el polímero superabsorbente expandido con agua tras el mezclado de los dos componentes. El segundo componente que comprende el polímero superabsorbente dispersado en aceite se denomina "Pt A" en la tabla anterior y se preparó mezclando con un mezclador rotor-estator de elevado cizallamiento a 3000 rpm durante quince minutos. 25

Los dos componentes se introdujeron en un mezclador de vacío y se mezclaron durante 30 segundos al vacío. Tras la finalización del curado, se presionó manualmente una lámina de 30 mil entre 2 láminas de PET recubiertos de silicona.

El espécimen se visualizó en un microscopio confocal LSM 410 utilizando un objetivo de 20x. En la figura 9 se muestra una fotomicrografía. Como se puede observar en la figura 9, la fase dispersa era fluorescente, lo que se puede 30 atribuir al superabsorbente expandido con agua. La fase continua era oscura, lo que se puede atribuir al polímero hidrofóbico expandido en aceite. Estos resultados son consistentes con la formación de una morfología de dos fases a partir del mezclado de una composición de dos componentes de la presente invención.

Ejemplo 7

Las composiciones de la presente invención son absorbentes de agua. Esto se ilustra con una composición 35

preparada a partir de la formulación listada a continuación.

Ingrediente

Nivel (g)

Componente A

aceite nafténico

81,5

óxido de hierro

0,6

azufre

1,0

óxido de zinc

3,2

isopropilxantato de zinc

1,6

dibutilditiocabamato de zinc

1,6

dibutilamina con almidón unido con

0,5

copolímero de 2-propenamida concentrado de espesante de arcilla y aceite nafténico

10,0

Total

100,0

Componente B

emulsión de goma natural (60% en sólidos)

100

Los dos componentes que se muestran se aplicaron en papel de liberación recubierto de silicona con un equipo pulverizador de dos componentes. Las láminas se calentaron durante dos días a 160° F para efectuar la vulcanización y expulsar el agua que estaba contenida en la fase de polímero superabsorbente expandido con agua en la composición 5 tal y como se encontraba en ese momento. El volumen de las composiciones secas se midió utilizando un cilindro graduado parcialmente lleno de agua. Una muestra de la composición seca se sumergió en el cilindro graduado que contenía agua. El desplazamiento es el volumen de muestra seca. Las muestras secas se introdujeron en el agua y se midió el volumen como una función del tiempo de empapado. Tras la inmersión las muestras se frotan con una toalla de papel para eliminar la humedad de la superficie, y el volumen se mide mediante el procedimiento descrito anteriormente. 10 Los resultados se muestran en la figura 10 a continuación. Se evaluaron cinco especímenes de la composición. La absorción media de agua fue del 16,9% en volumen tras 9 días.

Ejemplo 8

Todas las formulaciones se realizaron a partir de composiciones de dos componentes. Para todas las composiciones, un componente era una emulsión de goma natural, HARTEX 101. El segundo componente comprendía 15 aceite nafténico, SHELLFLEX 6212, polímero superabsorbente y el mismo paquete de vulcanización que se describe en el Ejemplo 1. Para todas las formulaciones el nivel de superabsorbente era del 3% en agua y la proporción de aceite/ goma seca era de 0,5. Las formulaciones y los especímenes de prueba se prepararon como se describe en el Ejemplo 1 con la excepción de que los especímenes se curaron a 160° F durante dos días previamente a la medida mecánica. En las tres muestras ocurrió la inversión de fases en un minuto desde el momento en el que se inició el mezclado de los 20 dos componentes. Todas las muestras mostraron una y elongación similares. Ver los resultados a continuación.

Superabsorbente

tracción (psi) Porcentaje de elongación

STABILEZE QM

600 1017

CARBOPOL 674

596 1055

AGUALOCK A100

576 1105

Estos resultados muestran que la inversión de fase puede efectuarse con una variedad de superabsorbentes.

Aunque esta invención se ha ilustrado de forma particular y se ha descrito con referencia a las realizaciones preferibles de las mismas, los expertos en la materia entenderán que pueden realizarse varios cambios en la forma y en 25 los detalles sin alejarse del alcance de la invención que se incluye en las reivindicaciones anexas.

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES

   1. Una composición que comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua, en la que la composición está sustancialmente libre de cemento cuando el polímero superabsorbente es catiónico, y en la que la fase de polímero superabsorbente comprende un polímero hidrófilo entrecruzado, que puede absorber al menos un 100% de su peso en agua. 5
2. 2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la fase de polímero hidrofóbico es continua y la fase de polímero superabsorbente expandido con agua es discreta.
3. 3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, en la que la fase de polímero hidrofóbico es al menos un 30% en peso de la composición.
4. 4. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 3, en la que la fase de polímero 10 hidrofóbico comprende un polímero hidrofóbico disuelto en un aceite o plastificante.
5. 5. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, en la que la fase de polímero hidrofóbico comprende una goma natural, goma de estireno butadieno o acrílico.
6. 6. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 5, que además comprende uno o más componentes seleccionados de entre un agente de relleno reforzante, un agente de relleno no reforzante, un 15 pigmento, un surfactante, un antioxidante, un estabilizante frente a UV, una fibra, un agente de desmoldado, un lubricante, un agente de ahuecado, un fijador, un coagulante, un coacervante para emulsiones, un biocida, un agente de coalescencia o un solvente orgánico.
7. 7. Un sistema de dos componentes para preparar una composición, cuya composición comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua, en el que dicho sistema es un 20 sistema que comprende, en contenedores separados, un primer componente que es una emulsión del polímero hidrofóbico y un segundo componente que comprende el polímero superabsorbente, en el que el polímero superabsorbente es un polímero hidrófilo entrecruzado que puede absorber al menos un 100% de su peso en agua, y en el que el primer y segundo componente forman la composición cuando se encuentran mezclados.
8. 8. Un sistema de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el segundo componente es 25 una dispersión del polímero superabsorbente en un aceite o un plastificante.
9. 9. Un sistema de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el aceite o plastificante comprenden además un agente de entrecruzamiento para entrecruzar el polímero hidrofóbico en la primera fase.
10. 10. Un sistema de dos componentes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 7 a 9, en el que la fase hidrofóbica es al menos un 30% en peso de la composición obtenida al mezclar el primer y segundo componente. 30
11. 11. Un proceso para obtener una composición que comprende una fase de polímero hidrofóbico y una fase de polímero superabsorbente expandido con agua, y en el que dicha composición se obtiene a partir de un sistema de dos componentes, en el que el primer componente es una emulsión de un polímero hidrofóbico, en el que el segundo componente comprende un polímero superabsorbente, cuyo polímero superabsorbente es un polímero hidrófilo entrecruzado que puede absorber al menos un 100% de su peso en agua, cuyo proceso comprende el paso de mezclar 35 el primer componente con el segundo componente.
12. 12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el segundo componente es una dispersión de un polímero superabsorbente en un aceite o plastificante.
13. 13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 11 o reivindicación 12, en el que el segundo componente además comprende un agente de entrecruzamiento del polímero hidrofóbico y en el que el primer componente y 40 segundo componente se mezclan bajo condiciones adecuadas para entrecruzar el polímero hidrofóbico, formando así la composición y entrecruzando el polímero hidrofóbico.
14. 14. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 11 a 13, en la que la fase de polímero hidrofóbico comprende al menos un 30% en peso de la composición obtenida mezclando el primer y segundo componente. 45
15. 15. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 11 a 14, en el que el polímero hidrofóbico es goma natural, butadieno modificado con estireno o acrílico.
16. 16. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 11 a 15, en el que el primer componente y/o el segundo componente además comprenden uno o más componentes seleccionados de entre un agente de relleno reforzante, un agente de relleno no reforzante, un pigmento, un surfactante, un antioxidante, un estabilizante frente a 50 UV, una fibra, un agente de desmoldado, un lubricante, un agente de ahuecado, un coagulante, un coacervante para emulsiones, un biocida, un agente de coalescencia o un solvente orgánico.