ES2609637T3 - Composiciones de revestimiento de fluoropolímeros - Google Patents

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Abstract

Una composición de fluoropolímero, que comprende: al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular que ha sido modificado con trazas de un comonómero modificador (TMHPTFE) que tiene un peso molecular medio en número (Mn) de al menos 500.000 y una primera temperatura de fusión (Tm) inferior a 342 ºC, determinada mediante calorimetría de barrido diferencial (DSC), estando dicho al menos un TMHPTFE presente en una cantidad de entre 50 % en peso y 90 % en peso basado en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en dicha composición; al menos un fluoropolímero apto para procesar en fusión (MPF) seleccionado de perfluoroalcoxi (PFA) y metilfluoroalcoxi (MPF), estando dicho MPF presente en una cantidad de entre 10 % en peso y 50 % en peso basado en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros contenidos en dicha composición y que tiene un índice de flujo en fusión (MFI) superior a 10 g/10 min, determinado por ASTM D1238/ISO 1133 y en la que dicha composición no contiene politetrafluoroetileno (LPTFE) de bajo peso molecular que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de menos de 500.000.

Description

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DESCRIPCION
Composiciones de revestimiento de fluoropoKmeros Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a fluoropoUmeros y, en particular, se refiere a composiciones de fluoropoKmero con propiedades mejoradas, en las cuales se necesita una superficie antiadherente y/o una superficie resistente a la abrasion. En particular, la presente invencion se refiere a composiciones de fluoropolfmeros que se pueden utilizar para formar revestimientos con caractensticas antiadherentes o de liberacion mejoradas y/o resistencia a la abrasion mejorada, asf tambien como para formar pelfculas y composiciones en polvo combinadas.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
Los fluoropolfmeros son polfmeros de cadena larga que comprenden principalmente unidades de repeticion lineales etilenicas en las cuales parte o la totalidad de los atomos de hidrogeno han sido reemplazados por fluor. Algunos ejemplos incluyen politetrafluoroetileno (PTFE), copolfmeros de tetrafluoroetileno y metil vinil eteres, a los que comunmente se hace referencia como metilfluoroalcoxi (MFA), copolfmeros de tetratfluoroetileno y hexafluoropropileno, a los que comunmente se hace referencia como etilen propileno fluorado o fluoroetilen propileno (FEP) y copolfmeros de tetrafluoroetileno y alquil vinil eteres tales como eter propilvimlico, al que habitualmente se hace referencia como perfluoroalcoxi (PFA), poli(clorotrifluoroetileno) y poli(fluoruro de vinilo).
Los revestimientos de fluoropolfmero se pueden utilizar para revestir sustratos ngidos tales como sustratos metalicos, por ejemplo en el campo de la vajilla de cocina, asf como tambien otros tipos de sustratos metalicos en aplicaciones industriales.
La tela de fibra de vidrio es un ejemplo de sustrato flexible que se puede recubrir con un revestimiento de fluoropolfmero. El revestimiento incluye por lo general un politetrafluoroetileno de alto peso molecular (HPTFE), ya sea solo o con pequenas cantidades de polfmeros y/o materiales de carga adicionales. Una tecnica de revestimiento incluye alimentar una tela de fibra de vidrio a traves de un tanque de inmersion que contiene una dispersion del fluoropolfmero y despues alimentar la tela revestida en direccion ascendente a traves de una torre de horno de secado y sinterizado para curar o fijar el revestimiento. Este proceso se repite habitualmente un numero de veces, por lo cual se pueden aplicar hasta 10 o mas capas de revestimiento.
Lo que se necesita son composiciones de fluoropolfmeros mejoradas para aplicaciones tales como revestimientos, que demuestren resistencia a la abrasion y/o caractensticas de liberacion mejoradas y para su uso en otras aplicaciones.
Sumario de la invencion
La presente invencion proporciona composiciones de fluoropolfmeros combinados que, en una aplicacion ilustrativa, se pueden aplicar como revestimiento a un sustrato y que, opcionalmente, se pueden aplicar a un sustrato que ya ha sido previamente revestido con una capa imprimadora o capa base y/o una capa intermedia. En una realizacion, la composicion es una mezcla de al menos un politetrafluoroetileno modificado con trazas de elementos de alto peso molecular (TMHPTFE) y al menos un fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MPF). Una vez aplicadas al sustrato, opcionalmente sobre una capa imprimadora o capa base y/o una capa intermedia, y luego curadas, las presentes composiciones forman revestimientos que demuestran resistencia a la abrasion mejorada y/o caractensticas de liberacion mejoradas y/o mayor traslucidez/transparencia y/ o impermeabilidad mejorada. Las presentes composiciones se pueden utilizar asimismo para producir pelfculas con un alto grado de transparencia e impermeabilidad. Las presentes composiciones en forma de polvo se pueden extruir en forma de colada o pasta para formar artfculos con impermeabilidad mejorada.
La presente invencion proporciona una composicion de fluoropolfmero que incluye al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular que ha sido modificado con trazas de elementos con un comonomero modificador (TMHPTFE) y que tiene un alto peso molecular medio en numero (Mn) de al menos 500.000 y una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 342 °C.
En una realizacion, el al menos un TMHPTFE incluye menos de 1 % en peso del comonomero modificador. El comonomero modificador puede ser seleccionado del grupo que consiste en perfluoropropilvinileter (PPVE) y perfluorometilvinileter (PMVE). El al menos un TMHPTFE puede tener una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 342 °C.
El al menos un MPF se selecciona del grupo que consiste en perfluoroalcoxi (PFA), metilfluoroalcoxi (MFA) y puede tener una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 312 °C. El al menos un TMHPTFE y el al menos un MPF
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pueden estar cada uno en forma de una dispersion acuosa.
La composicion no incluye politetrafluoroetileno de bajo peso molecular (LPTFE) con un peso molecular medio en numero (Mn) inferior a 500.000 y, en otra realizacion, la composicion no incluye materiales de carga.
En otra forma de la misma, la presente invencion proporciona un metodo para revestir un sustrato, que incluye las etapas de aplicar una composicion de fluoropolfmero al sustrato, que incluye al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular que ha sido modificado con trazas de elementos con un comonomero modificador (TMHPTFE), que tiene un peso molecular medio en numero (Mn) de al menos 500.000 y una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 342 °C y al menos un fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MpF) que tiene un mdice de flujo en fusion (MFI) superior a 10 g/10 min.
El metodo puede incluir ademas, despues de la etapa de aplicacion, la etapa adicional de curar la composicion para formar un revestimiento. La etapa de aplicacion puede comprender ademas la aplicacion al sustrato de la composicion de fluoropolfmero en forma de dispersion acuosa o la pulverizacion de la composicion de fluoropolfmero en forma de partfculas sobre el sustrato.
Descripcion detallada
La presente invencion proporciona composiciones de fluoropolfmeros combinados que de acuerdo con la reivindicacion 1, en una aplicacion ilustrativa, se pueden aplicar como revestimiento a un sustrato y, opcionalmente, se pueden aplicar a un sustrato que ha sido previamente revestido con una capa imprimadora o base y/o una capa intermedia. En una realizacion, la composicion es una mezcla de al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular modificado con trazas de elementos (TMHPTFE) y al menos un fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MPF). Una vez aplicadas al sustrato, opcionalmente sobre una capa imprimadora o base y/o una capa intermedia, y luego curadas, las presentes composiciones forman revestimientos que exhiben caractensticas de resistencia a la abrasion mejorada y/o desprendimiento mejorado y/o traslucidez/transparencia aumentadas y/o impermeabilidad mejorada. Las presentes composiciones se pueden utilizar asimismo para producir pelfculas con un alto grado de transparencia e impermeabilidad. Las presentes composiciones en forma de polvo pueden ser extruidas en fusion o en pasta para formar artfculos con impermeabilidad mejorada.
I. Tipos de sustratos y revestimientos.
a. Sustratos ngidos.
Los sustratos ngidos adecuados a los cuales se pueden aplicar las presentes composiciones incluyen metales, aleaciones metalicas y/o materiales plasticos ngidos. Entre los ejemplos se cuentan artfculos de vajilla de cocina, vajilla para horno, pequenos electrodomesticos, sujetadores, componentes industriales tales como rodillos o cualquier otro sustrato ngido para el cual se desee un revestimiento formado por las presentes composiciones. Los sustratos metalicos adecuados incluyen aluminio y acero, por ejemplo, que pueden o no tener tratamiento previo, como por ejemplo de abrasion.
El sustrato ngido puede estar revestido opcionalmente con un imprimador (o capa base) y/o una capa intermedia con anterioridad a la aplicacion de las presentes composiciones de revestimiento. La capa imprimadora y la intermedia pueden consistir en cualquier tipo de revestimiento basado en fluoropolfmeros y revestimientos comerciales a base de PTFE de alto peso molecular y/u otros fluoropolfmeros son faciles de obtener. Las composiciones particulares de la capa imprimadora y/o la capa intermedia pueden variar ampliamente y no se las considera esenciales con respecto a las propiedades mejoradas demostradas por los revestimientos aqrn descritos.
b. Sustratos flexibles.
Los sustratos flexibles adecuados a los cuales se pueden aplicar las presentes composiciones de revestimiento incluyen la tela de fibra de vidrio del tipo utilizado comunmente en aplicaciones tales como correas transportadoras de alimentos para hornos continuos, tejidos arquitectonicos del tipo empleados en techos de estados y cupulas de radares, asf tambien como correas termosellantes, tableros de circuitos, bandejas para hornear y telas para carpas, por ejemplo. La "tela de vidrio" o "tela de fibra de vidrio" es un material textil hecho de fibras tejidas como por ejemplo lino, vidrio o algodon.
Otros sustratos flexibles que se pueden recubrir con las presentes composiciones de revestimiento incluyen cualquier material, incluyendo fibras o filamentos naturales o sinteticos, incluyendo guata, cordon, hilo, tejidos, telas no tejidas, alambre tejido, sogas, correas, cuerdas y membranas, por ejemplo. Los materiales fibrosos que se pueden recubrir, a manera de ejemplo, con las presentes composiciones de revestimiento incluyen fibras naturales tales como fibras de origen vegetal, animal y mineral entre las que se cuentan algodon, denim de algodon, lana, seda, fibras ceramicas y fibras metalicas, asf como tambien fibras sinteticas tales como fibras de carbono tejidas, fibras de polietileno de densidad ultra alta (UHMWPE), fibras de poli(tereftlato de etileno) (PET), fibras de para- aramida, incluyendo fibras de poli-parafenilen tereftalamida o Kevlar® y fibras de meta-aramida tales como Nomex®,
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cada una de las cuales es comercializada por E.l. du Pont de Nemours and Company, fibras de sulfuro de polifenileno tales como Ryton®, comercializado por Chevron Phillips Chemical Co, fibras de polipropileno, fibras poliacnlicas, fibras de poliacrilonitrilo (PAN) tales como Zoltek®, comercializado por Zoltek Corporation, fibras de poliamida (nylon) y fibras de nylon-poliester tales como Dacron®, comercializado por Invista North America.
El sustrato flexible puede estar revestido, opcionalmente, con un imprimador (o capa base) y/o una capa intermedia antes de la aplicacion de las presentes composiciones de revestimiento. El imprimador y la capa intermedia pueden ser cualquier tipo de revestimiento a base de fluoropolfmeros y los revestimientos existentes en el comercio basados en PTFE de alto peso molecular son faciles de obtener. Las composiciones espedficas del imprimador y/o la capa intermedia pueden variar ampliamente, y no se consideran cnticos con respecto a las propiedades mejoradas exhibidas por los revestimientos aqu descritos.
c. Tipos de revestimiento.
En particular, en una realizacion, la presente composicion se aplica sobre un revestimiento subyacente o capa inferior. La capa inferior puede ser una capa base, que es un revestimiento aplicado directamente sobre un sustrato subyacente (al que en ocasiones se denomina imprimador), opcionalmente junto con una o mas capas intermedias. En estas realizaciones, se puede hacer referencia a la presente composicion, cuando se la utiliza como revestimiento, como "capa superior" o "capa de cubierta" y estos terminos son intercambiables en general. En otras realizaciones, la presente composicion de revestimiento se puede aplicar directamente a un sustrato para formar un revestimiento en contacto directo con el sustrato, de modo que el revestimiento no se aplica sobre ninguna capa inferior. En otras realizaciones, el presente sistema de revestimiento tambien puede ser por sf mismo una capa inferior.
Las presentes composiciones incluyen por lo general al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular modificado con trazas de elementos (TMHPTFE) y al menos un fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MPF), caractensticas de los cuales se describen a continuacion.
II. Politetrafluoroetileno de alto peso molecular modificado con trazas de elementos (TMHPTFE)
Las presentes composiciones incluyen un primer componente en forma de al menos un tipo o grado de politetrafluoroetileno (PTFE) de alto peso molecular modificado con trazas de elementos (TMHPTFE).
"Modificado con trazas de elementos" se refiere, en la presente memoria, a politetrafluoroetileno de alto peso molecular (HPTFE) que incluye una pequena cantidad de comonomero modificador, al que tambien se hace referencia en la presente como "TMHPTfE", en cuyo caso el HPTFE es un copolfmero conocido en la tecnica como "PTFE modificado" o "PTFE modificado con trazas de elementos". Entre los ejemplos de comonomero modificador se incluye el perfluoropropilvinileter (PPVE), otros modificadores tales como hexafluoropropileno (HFP), clorotrifluoroetileno (CTFe), perfluorobutiletileno (PFBE) u otros perfluoroalquilvinileteres tales como perfluorometilvinileter (PMVE) o perfluoroetilvinileter (PEVE). El comonomero modificador puede estar presente en una cantidad inferior a 1 % en peso, por ejemplo, basado en el peso del HPTFE. El comonomero modificador tambien puede estar presente en una cantidad inferior a 0,8 % en peso, menos de 0,6 % en peso, menos de 0,5 % en peso, o menos de 0,4 % en peso, por ejemplo, basado en el peso del HPTFE.
El peso molecular medio en numero (Mn) del TMHPTFE es por lo general al menos 500.000, y puede ser al menos
750.000 o al menos 1.000.000 y los TMHPTFEs adecuados en forma de dispersiones lfquidas y/o polvos son distribuidos por numerosos proveedores comerciales. Las dispersiones lfquidas de TMHPTFE incluyen por lo general tensioactivos para proporcionar estabilidad, aunque tambien existen dispersiones de TMHPTFE "no estabilizadas" con menos de 1,0 % en peso de tensioactivo y se pueden utilizar. En caso de utilizar un polvo, por lo general se dispersa el polvo en un lfquido para preparar las presentes composiciones.
Una manera alternativa de caracterizar el peso molecular del TMHPTFE es por su primera temperatura de fusion (Tm), determinada por un metodo adecuado tal como calorimetna diferencial de barrido (DSC), donde la primera temperatura de fusion (Tm) del TMHPTFE puede ser igual o inferior a 342 °C. En otras realizaciones, la primera temperatura de fusion del TMHPTFE puede ser igual o inferior a 340 °C, igual o inferior a 338 °C, o igual o inferior a 335 °C.
Como se sabe en la tecnica, el PTFE de alto peso molecular del tipo utilizado en las presentes composiciones tiene un caudal en fusion (MFR) que es muy bajo, generalmente demasiado bajo para medir de acuerdo con los metodos establecidos en ASTM D1238/ISO 1133, a los que se hace referencia mas adelante en conexion con el MFR de los MPF divulgados en la presente memoria, por lo tanto, el PTFE de alto peso molecular del tipo utilizado en las presentes composiciones se puede caracterizar por no ser fluido en fusion o por tener un MFR de cero.
En algunas realizaciones, el TMHPTFE es generalmente del tipo producido mediante un proceso de polimerizacion que es muy conocido en la tecnica como polimerizacion en dispersion o polimerizacion en emulsion. En algunas realizaciones, no obstante, el TMHPTFE puede ser del tipo producido mediante un proceso de polimerizacion que es
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muy conocido en la tecnica como polimerizacion granulada o en suspension, que produce un PTFE que se conoce en la tecnica como resina de PTFE o polvo de PTFE granulado para moldear. El tipo de TMHPTFE antes mencionado tambien es apto para formar fibrillas, lo que significa que tiende a fibrilar cuando se lo somete a presion y/o fuerzas de corte.
Los TMHPTFE ilustrativos adecuados se presentan en la siguiente Tabla 1, e incluyen D410, D310, DX9027, comercializados por Daikin Industries, Inc. Tambien se incluyen los HPTFE sin modificacion con trazas de elementos presentados en la siguiente Tabla 1 y se los utiliza como controles en los Ejemplos de la presente memoria, incluyendo D210, comercializado por Daikin Industries, Inc., SFN-C01, comercializado por Chenguang R.I.C.I, Chengdu, 610036 P.R. China y 5035Z y 5050, comercializado por Dyneon LLC.
Tabla 1
Caractensticas de los politetrafluoroetilenos de alto peso molecular (TMHPTFE) ilustrativos
Grado
Tipo de PTFE Contenido comonomero modificador (PPVE) 1er punto de fusion (° C)/entalpfa en fusion (J/g)
D410
TMHPTFE 0,42 344,24/68,36
D310
TMHPTFE 0,45 338,78/65,44
DX9027
TMHPTFE 0,49 339,12/65,66
D210
HPTFE 0 339,77/68,01
SFN- C01
HPTFE 0 344,82/67,80
5035Z
HPTFE 0 346,52/65,91
5050
HPTFE 0 343,99/73,85
III. Fluoropolimeros para procesar en fusion (MPF).
Las presentes composiciones incluyen un segundo componente en forma de al menos un tipo o grado de fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MPF).
El fluoropolfmero para procesar en fusion puede ser una dispersion lfquida de uno o mas fluoropolimeros para procesar en fusion (MPF), tales como perfluoroalcoxi (PFA) (copolfmeros de tetrafluoroetileno (TFE) y perfluoroalquilvinil eteres), incluyendo metilfluoroalcoxi (MFA) (un copolfmero de tetrafluoroetileno (TFE) y perfluorometilvinil eter (PMVE)) y etilfluoroalcoxi (EFA) (un copolfmero de tetrafluoroetileno (TFE) y perfluoroetilvinil eter (PEVE)).
El MPF se puede producir mediante un proceso de polimerizacion muy conocido en la tecnica como polimerizacion en dispersion o polimerizacion en emulsion. Estos procesos de polimerizacion se pueden llevar a cabo con agentes de transferencia de cadena que reducen el peso molecular medio de los fluoropolimeros producidos y/o mediante otros metodos mediante los cuales se controla el proceso de polimerizacion para formar una dispersion lfquida de partmulas directamente polimerizadas de MPF.
En la mayona de las realizaciones, el MPF, una vez producido mediante polimerizacion en dispersion o polimerizacion en emulsion, no se aglomera, irradia ni se somete a degradacion termica posteriormente. En particular, el MPF no se somete a ninguna etapa de aglomeracion durante su elaboracion, y por lo tanto retiene su pequeno tamano medio de partmula como se describe mas adelante.
La dispersion lfquida de MPF es, en la mayona de las realizaciones, una dispersion acuosa, aunque el MPF puede estar disperso en otros disolventes y/o el MPF, que originalmente se encuentra en una fase acuosa, puede ser transferido de fase a otro solvente, como por ejemplo disolventes organicos entre los que se incluye hexano, acetona o un alcohol.
El MPF, cuando se lo produce de acuerdo con lo descrito anteriormente, puede tener generalmente un tamano medio de partmula de 1,0 micrones (pm) o menos, 0,9 micrometros (pm) o menos, 0,75 micrometres (pm) o menos, 0,5 micrometros (pm) o menos, 0,4 micrometros (pm) o menos, 0,3 micrometros (pm) o menos o 0,2 micrometros (pm) o menos, segun se determina por interferometna laser de dispersion, por ejemplo. En particular, el MPF puede tener un tamano medio de partfcula de tan solo 30, 50, 100 o 150 nm, o de hasta 200, 250, o 350 nm, por ejemplo.
En otras realizaciones, tambien se podnan emplear polvos de MPF, que generalmente se dispersanan en lfquido para formar las presentes composiciones.
El MPF se puede presentar en forma de dispersion acuosa que este estabilizada, no estabilizada o mmimamente estabilizada. En la presente memoria, "no estabilizada" o "mmimamente estabilizada" se refiere a una dispersion acuosa que incluye menos de 1,0 % en peso de un tensioactivo tradicional tal como un tensioactivo no ionico o un tensioactivo anionico, basado en el peso de la dispersion acuosa de MPF. En algunas realizaciones, la dispersion de MPF se puede presentar en la forma de una dispersion acuosa con un contenido de menos de 1,0 % en peso de
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tensioactivo, menos de 0,8 % en peso de tensioactivo, menos de 0,6 % en peso de tensioactivo, o incluso menos de 0,5 % en peso de tensioactivo. En otras realizaciones, la dispersion de MPF se puede presentar en forma de dispersion acuosa que ha sido "estabilizada", por lo general con 1-12 % en peso de tensioactivo.
El MPF puede tener un mdice de fluidez (MFI) de al menos 10, al menos 12, al menos 15, o al menos 18, segun se determina por ASTM D1238/ISO 1133, en particular, ASTM D123804C. Se entiende que, en ocasiones, el MFI se conoce en la tecnica como caudal en fusion (MFR) o mdice de fusion (MI) y se expresa en terminos de "g/10 min". El MPF relativamente elevado de los MPF divulgados para su uso en las presentes composiciones es indicativo de que los MPF tienen un peso molecular relativamente bajo en comparacion con muchos MPF conocidos.
Como en el caso del TMHPTFE, el peso molecular del MPF se puede caracterizar por su primera temperatura de fusion (Tm), determinada segun un metodo adecuado tal como calorimetna diferencial de barrido (DSC), cuya primera temperatura de fusion (Tm) del MPF puede ser igual o inferior a 312 °C, igual o inferior a 310 °C o igual o inferior a 308 °C.
Ademas, el MPF suele tener por lo general un contenido de comonomeros, es decir un contenido de uno o mas monomeros aparte del tetrafluoroetileno (TFE), de tan solo 0,05 % en peso, 0,1 % en peso, o 1,5 % en peso y hasta
3.0 % en peso o mas, 4,0 % en peso o mas, 4,5 % en peso o mas, 5,0 % en peso o mas, 5,5 % en peso o mas o
6.0 % en peso o mas.
Los MPF adecuados ilustrativos estan enumerados en la siguiente Tabla 2 e incluyen los MPF con valores de MFI relativamente mas elevados tales como 6900Z (PFA), comercializado por Dyneon LLC y D5220X (MFA) y 5220 (MFA), comercializado por Solvay. Tambien se han incluido otros MPF con valores de MFI relativamente mas bajos en la siguiente Tabla 2 y algunos se utilizan como controles en los Ejemplos de la presente memoria, incluyendo TE7224 (PFA), comercializado por DuPont y Hyflon XPH 6202-1 (MFA) comercializado por Solvay.
Tabla 2
Caractensticas de los fluoropolfmeros para procesar en fusion ilustrativos MPF)
Tipo de MPF
Contenido de solidos (% en peso) Tamano medio de partfcula (Mm) Contenido medio de comonomero % en peso Caudal en fusion (MFR) (g/10 min) Primera temperatura de fusion (DSC) (° C)
DuPont TE7224 (PFA)
58,6 0,26 2,21 2,4 313,0 (hombro 321,2)
Dyneon 6900Z (PFA)
49,4 0,31 0,05 19,4 310,25
TE3916 (PFA)
59,2 -- -- -- 327,2
DuPont TE9568 (FEP)
55,6 0,17 11,9 257,84
Daikin Neoflon ND- 110(FEP)
56,5 0,16 232,83
3F Shanghai FR463A (FEP)
24 259,9
6300(FEP)
55 -- -- 10 255
Solvay Hyflon XPH 6202-1 (MFA)
27,2 0,28 4,5 306,31 (hombro 287,29)
D5220X (MFA)
55 0,18 -- 6,5 310
5220 (MFA)
55 0.2 -- -- 310
IV. Composiciones de TMHPTFE/MPF.
En las presentes composiciones, basado en el contenido de solidos de todos los compuestos de fluoropolfmero de las presentes composiciones, el o los TMHPTFE estan presentes en una cantidad de tan solo 50 % en peso, 60 % en peso, 70 % en peso, 75 % en peso, 82 % en peso y de hasta 70 % en peso, 75 % en peso, 82 % en peso o 90 % en peso o dentro de cualquier intervalo definido entre cualquier par de los valores mencionados y/o los valores de los Ejemplos de la presente memoria y la cantidad de los MPF presentes en la composicion puede ser de tan solo 10 % en peso, 18 % en peso, 25 % en peso o 30 % en peso, por ejemplo, o de hasta 10 % en peso, 18 % en peso, 25 % en peso, 30 % en peso, 40 % en peso o 50 % en peso, por ejemplo, o dentro de cualquier intervalo definido
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entre cualquier par de los valores anteriores y/o los valores de los Ejemplos de la presente memoria.
Las composiciones descritas en la presente memoria pueden incluir ademas aditivos adecuados, tales como los poKmeros disenados antes descritos, as^ como tambien tensioactivos, materiales de carga, aditivos de refuerzo y pigmentos, segun convenga. Las composiciones se pueden formular asimismo de modo que carezcan de alguno o todos los aditivos mencionados. En particular, las presentes composiciones pueden no contener materiales de carga tales como sflice, circonio u otras cargas inorganicas.
Tambien se pueden formular las composiciones de manera que no contengan politetrafluoroetileno de bajo peso molecular (LPTFE) con un peso molecular medio en numero (Mn) inferior a 500.000.
V. Procedimientos de aplicacion
Para formar las presentes composiciones, se pueden combinar dispersiones acuosas de los componentes de la presente composicion en cualquier orden con agitacion lenta, por ejemplo, o por medio de cualquier otro metodo de bajo o mediano corte que minimice el potencial de aglomeracion, coagulacion o fibrilacion de las partfculas de fluoropolfmero. Cuando se utilizan dispersiones lfquidas, las dispersiones pueden tener contenidos de solidos variados y una persona con capacitacion en la tecnica reconocera que se pueden seleccionar los pesos humedos del TMHPTFE lfquido y las dispersiones de MPF basandose en los contenidos de solidos de las dispersiones y las relaciones ponderales relativas deseadas del TMHPTFE y el MPF que se pretendan en las composiciones mezcla asf obtenidas.
Cuando se utilizan dispersiones acuosas, las dispersiones pueden tener contenidos de solidos variados. Los pesos humedos de las dispersiones acuosas del primero y segundo fluoropolfmeros a combinar se seleccionan en base al contenido de solidos de las dispersiones y de los porcentajes ponderales relativos deseados de los fluoropolfmeros. Tambien se pueden mezclar y luego dispersar polvos de los fluoropolfmeros.
Las composiciones se pueden preparar mediante cualquier tecnica de formulacion estandar tal como la simple adicion y mezclado de bajo corte. Las composiciones se pueden aplicar directamente a un sustrato o se las puede aplicar sobre un imprimador y/o una capa intermedia o pueden ser en sf revestidas por cualquier tecnica conocida y luego curadas para proporcionar un sustrato revestido con un revestimiento con mejoras de las caractensticas de resistencia a la abrasion y desprendimiento. Las composiciones espedficas del imprimador y/o la capa intermedia pueden variar ampliamente y no se consideran cnticas con respecto a las propiedades mejoradas exhibidas por los revestimientos divulgados en la presente memoria.
La composicion de fluoropolfmero se puede aplicar a un sustrato en forma de dispersion acuosa, seguido de curado. En otra realizacion, se puede rociar la composicion de fluoropolfmero sobre un sustrato en forma de material en partfculas, para luego proceder al curado.
Las composiciones se pueden aplicar para obtener un espesor de pelfcula seca (DFT) de entre 5 y 80 micrometros, dependiendo de la aplicacion y se las puede curar a una temperatura superior a aproximadamente 350 °C durante entre 2 y 10 minutos, dependiendo del espesor aplicado. De acuerdo con la aplicacion y el grado de espesor deseado, las composiciones se pueden aplicar en varias capas.
Se ha descubierto que la mezcla de las dispersiones facilita la interaccion entre los TMHPTFE y los MPF en un nivel submicronesimo para facilitar la mezcla mtima de tal manera que, una vez seca la composicion de fluoropolfmero mezcla, se forme una estructura cristalina que representa una verdadera aleacion de los fluoropolfmeros, con caractensticas de fusion que difieren de las de los fluoropolfmeros individuales. La composicion de fluoropolfmero mezclada se puede utilizar para producir un revestimiento con resistencia a la abrasion, brillo, adhesion mejorados y angulos de contacto mas altos.
VI. Propiedades fisicas.
Los revestimientos y pelfculas preparados a partir de las composiciones antes descritas pueden exhibir una o mas de las siguientes propiedades, junto con propiedades adicionales, como se evidencia en los siguientes Ejemplos.
Las presentes composiciones, una vez aplicadas a un sustrato flexible, ya sea directamente al sustrato flexible o sobre una capa subyacente, o formando una pelfcula, exhiben un angulo de contacto de al menos 100°, y pueden tener un angulo de contacto de al menos 111°, 120°, 130° o 135°, por ejemplo, medido con respecto a una gota de agua de acuerdo con la Relacion de Young. El angulo de contacto se puede medir de acuerdo con ASTM D7334-08 con cualquier instrumento adecuado existente en el comercio tal como el sistema "Drop Shape Analysis" (Analisis de Forma de la Gota) (DSA10), comercializado por Kruss GmbH de Hamburgo, Alemania.
Las presentes composiciones, una vez aplicadas a un sustrato, ya sea directamente al sustrato o sobre una capa subyacente, o formando una pelfcula, exhiben una aspereza superficial (Ra, desviacion media aritmetica del perfil de aspereza, medido en micrometros) de menos de 1,5 micrometros y puede tener una aspereza superficial inferior a
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1,3 micrometros, 1,2 micrometros, 1,0 micrometros, o 0,9 micrometros, por ejemplo, segun se determine de acuerdo con la norma EN ISO 13565.
Las presentes composiciones, una vez aplicadas a un sustrato flexible, ya sea directamente al sustrato flexible o sobre una capa subyacente, o formando una pelfcula, exhiben un brillo medido, en % de reflectancia, de al menos 15 y pueden tener un brillo medido de al menos 25, 30, 35, 40, o 45, por ejemplo, medido a 60 ° con cualquier instrumento adecuado existente en mercado tal como un brillometro Microgloss 60°, comercializado por Byk- Gardner, de acuerdo con las siguientes normas: BS3900/D5, DIN EN ISO 2813, DIN 67530, EN ISO 7668, AsTm D523, ASTM D1455, ASTM C346, ASTM C584, ASTM D2457, JIS Z 8741, MFT 30064, TAPPI T 480. Las unidades de medicion se expresan en terminos de % de reflectancia.
Las presentes composiciones, una vez aplicadas a un sustrato flexible, ya sea directamente al sustrato flexible o sobre una capa subyacente, o formando una pelfcula, exhiben una transmision de luz de al menos 50 %, y pueden tener una transmision de luz medida de al menos 59 %, por ejemplo.
Las presentes composiciones, una vez aplicadas a un sustrato flexible, ya sea directamente al sustrato flexible o sobre una capa subyacente, exhiben una adhesion, obtenida de acuerdo con el Ejemplo 2 expuesto mas adelante, de al menos 13,3 N, al menos 15,5 N, al menos 17,8 N o al menos 20 N de fuerza instantanea y/o al menos 13,3 N, al menos 15,5 N, al menos 17,8 N o al menos 18,7 N de fuerza cinetica, medida segun la prueba de desprendimiento descrita en la presente memoria.
Ejemplos
Los siguientes Ejemplos ilustran diversas particularidades y caractensticas de la presente invencion. En todos los Ejemplos y a lo largo de la presente memoria, los porcentajes son en peso a menos que se indique lo contrario.
Ejemplo 1
Composiciones ilustrativas y aplicacion a un sustrato rigido, por ei., vaiilla de cocina
En la tecnica se sabe que se pueden preparar soluciones acuosas de acido poliamico mediante la disolucion de un polvo de poliamida-imida (PAI) en agua, como por ejemplo Torlon® A1-10, comercializado por Solvay Advanced Polimers, LLC (Torlon® es una marca registrada de Solvay Advanced Polimers, LLC) en presencia de diversos componentes, incluyendo aminas tales como dimetiletanolamina (DMAE) y codisolventes tales como alcohol furfunlico y n-metil pirrolidona (NMP).
Se puede encontrar una descripcion mas detallada de la preparacion de soluciones acuosas de PAI en la patente US-4.014.834 A. Seguidamente, la solucion de acido poliamico se puede formular en una capa base mediante la adicion de diversos aditivos.
Se preparo una composicion tfpica de capa base ("Capa Base A"), utilizando una solucion acuosa de PAI preparada de acuerdo con lo descrito anteriormente, que contema los componentes enumerados a continuacion, en la Tabla 3:
Tabla 3
Capa Base A
Componente
% en peso
Agua desionizada
57,8
Dispersion de Keystone Black
1,8
Dispersion de D-310 PTFE
9,2
Dispersion de TE 9568 FEP
5,2
Dispersion de desespumante
0,06
Foamblast 389
0,79
Surfynol 440
0,11
Triton X-100
5,63
Polvo Torlon AI-10
2,70
NMP
1,54
Alcohol furfunlico
1,53
Dimetilaminoetanol (DMAE)
7,3
Ludox AM
4,33
Alumina E-330
2,0
Azul ultramar
0,01
Se prepararon muestras de ensayo rociando la Capa base A sobre sartenes de aluminio previamente limpias, para luego calentar en un horno a 100 °C durante dos minutos. A continuacion se aplicaron las capas superiores rociando las sartenes imprimadas con una de las Capas superiores 1-5, cuyos componentes se exponen a continuacion, en la
Tabla 4. Seguidamente se curaron los paneles revestidos durante 10 minutes en un horno a 430 °C. Una vez aplicada, el espesor de pelteula seca (DFT) de la capa base era de aproximadamente 8 pm y el de las capas superiores era de aproximadamente 25 pm.
5 Tabla 4
Capas superiores 1-5
COMPONENTE
CAPAS SUPERIORES 1 Y 2 Controles (% en peso) CAPAS SUPERIORES 3 y 4 (% en peso) CAPA SUPERIOR 5 (% en peso)
Dispersion de DX- 9027 TMHPTFE
60,0 63,1 60,33
Dispersion de TE- 7224 PFA
4,1 - -
Dispersion de 6900GZ PFA
- 4,6 8,8
Dispersion de TE- 3887 LPTFE
3,1 - -
Desespumante Foamblast 384E
0,1 0,1 0,1
Agua desionizada
15,75 15,23 14,56
Carbopol EP-1
0,3 0,3 0,29
Neocryl A-081-W
7,2 7,3 6,98
Dispersion negro Keystone
0,5 0,5 0,48
Iriodin 153
0,5 0,5 0,48
Triton X-100
0,85 0,83 0,79
Carbowax PE Glicol 1450
1,0 0,95 0,91
Trietanolamina
2,22 2,22 2,12
Acido oleico Palmac 750
0,64 0,64 0,62
Cerio Hexcem 12 %
0,57 0,57 0,55
Surfynol 440
0,54 054 0,52
Aromatic 100
1,46 1,46 1,39
Eter glicolico de DGBE
1,17 1,17 1,12
A continuacion se analizaron las sartenes de ensayo curadas por la Prueba de adhesion y Raspado Mecanico (MSAT) y las propiedades de desprendimiento de los alimentos y los resultados se presentan en la siguiente Tabla 5, en la que se hace referencia a la Capa superior 1 y a la Capa superior 2 cuando se aplican sobre la Capa base A, 10 como controles.
La Tabla 5 presenta las formulaciones y los resultados obtenidos respecto de las composiciones de revestimiento aplicadas a la vajilla de cocina y mas adelante se exponen los protocolos de ensayo detallados.
15 Tabla 5
Resumen de los datos obtenidos con la vajilla de cocina
N.°
Capa superior 1 Control Capa superior 2 Control Capa superior 3 Control Capa superior 4 Control Capa superior 5 Control
Numero de lote
D9913A D9913B D9914AZ D9914BZ D9914AZ- 2PFA
TMHPTFE usado
DX9027 DX9027 DX9027 DX9027 DX9027
LPTFE usado
TE 3887 TE 3887 ninguno ninguno ninguno
MPF usado
TE 7224PFA TE 7224PFA 6900GZ PFA 6900GZ PFA 6900GZ PFA
Brillo a 60°, %
29 28,7 31,5 31,2 35,8
Prueba de desprendimiento de 5 huevos, puntuacion 1-5, donde 5 es la mejor puntuacion
5 5 4,8 5 5
Puntuacion MSAT, 1-9 donde 9 es la mejor (DFT, pm)
7 (33) 7 (30) 6 (28) 6 (28) 8(36)
[TMHPTFE] seco como % de PF total
89,4% 89,4% 94,3% 94,3% 89,2%
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Resumen de los datos obtenidos con la vajilla de cocina
Capa Capa Capa Capa Capa
N.°
superior 1 superior 2 superior 3 superior 4 superior 5
Control Control Control Control Control
[LPTFE1 seco como % de PF total
4,5% 4,5% 0% 0% 0%
[MPF] seco como % de PF total
6,1% 6,1% 5,7% 5,7% 10,8
Un examen de la Tabla 5 revela que las Capas superiores 3-5 (especialmente la Capa superior 5) formuladas con mezclas de DX9027 con 6900GZ producen caractensticas excelentes de desprendimiento y brillo significativamente mejores que las Capas superiores 1 y 2 que fueron formuladas con PTFE de bajo peso molecular (LPTFE) de acuerdo con el Documento US 2010/0080955 A1 concedida al beneficiario de la presente solicitud, las Capas superiores 3 y 4 son formulaciones no de acuerdo con la invencion.
Se cree que dichas propiedades inesperadas de las mezclas de DX9027/6900GZ (Capas superiores 3-5) surgen de los pesos moleculares relativamente mas bajos del componente TMHPTFE en comparacion con otros grados de TMHPTFE modificados con trazas de elementos tales como D410 y/o el relativamente elevado MFI (y por consiguiente, el peso molecular relativamente bajo) del componente MPF que, en este caso para 6900GZ tiene un MFI de 19,4 frente al de TE7224 que tiene un MFI de 2,4. El peso molecular del TMHPTFEs se determina a partir de la primera temperatura pico de fusion que es significativamente mas alta en el caso del D410, aunque los niveles de modificacion de PPVE son similares, como se muestra en la Tabla 1. Asimismo, si bien el contenido de 6900GZ del PPVE es significativamente mas bajo que el de TE7224 el primer punto de fusion del anterior tambien es muy bajo, lo que indica que es un material de PfA de bajo peso molecular, dando asf un alto MFI.
Prueba de adhesion con raspado mecanico (MSAT).
1. Alcance. Los revestimientos para vajilla de cocina son susceptibles de mal uso y deterioro por raspaduras y cortes con utensilios metalicos. Este metodo describe un procedimiento y equipamiento que inflige abuso sobre los revestimientos, que es reproducible, objetivo y rapido. Se coloca la punta de un bolfgrafo ponderado fijo a un brazo basculante sobre la superficie revestida que gira sobre una bandeja giratoria. Al mismo tiempo, el brazo basculante oscila de lado a lado por medio de una leva giratoria. La bandeja giratoria y la leva son propulsadas por motores DC de velocidad constante. La velocidad de la bandeja giratoria y la leva esta controlada por fuentes de energfa DC variables. La amplitud de la oscilacion se controla por el grado de excentricidad de la leva. El peso es variable. Mediante el ajuste de las velocidades de los motores y la amplitud, se pueden obtener diversos patrones de raspaduras. Estos pueden ser ajustados para cubrir un area superficial pequena o grande.
Para simular mas condiciones encontradas por los revestimientos de la vajilla antiadherente, se cubre la pieza de ensayo (panel o sarten) con aceite caliente. La temperatura del aceite se mantiene con lamparas calentadoras IR y se controla con un termometro o termopar.
2. Equipamiento y Materiales
2.1 Aparato de adhesion y raspado mecanico con un juego de pesas.
2.2 Cartuchos de recarga del bolfgrafo de punta mediana estandar (Pentech Pieza # 85330 o equivalente).
2.3 Placa calentadora.
2.4 Aceite de cocina.
2.5 Termometro o lectura digital con alambre de termopar.
2.6 Abrazaderas pequenas en 'C'.
2.7 Sarten plana de aproximadamente 25 cm de diametro.
2.8 Juego (2 o 3) de lamparas calentadoras de infrarrojos de 250 vatios con pie.
3. Procedimiento.
3.1 Insertar una recarga de bolfgrafo en el conjunto de estilete. (Nota - se utiliza una nueva recarga de bolfgrafo para cada prueba). Controlar el equilibrio y nivel del brazo basculante con la pieza de ensayo en posicion. Ajustar en caso de ser necesario. Retirar la pieza de ensayo. Fijar la amplitud de la oscilacion eligiendo la configuracion correcta de la leva. (El ajuste rtpico de la leva es el segundo orificio de tornillo desde el centro). Fijar el radio mmimo y maximo aflojando el tornillo de retencion del brazo basculante y ajustando los extremos de la leva. Habitualmente se deja un cfrculo central de aproximadamente 51 mm en el diseno del ensayo.
3.2 Sin pesas sobre el brazo basculante y manteniendo el bolfgrafo por encima de la bandeja giratoria, ajustar la velocidad de la bandeja giratoria y la leva. Es importante ajustar la velocidad tanto de la bandeja giratoria como de la leva de manera que se eliminen o reduzcan al mmimo los patrones de repeticion. El bolfgrafo se debe desplazar en un nuevo trayecto sobre la mayor cantidad de superficie de desgaste posible. Si bien pueden ser aceptables otras velocidades, las siguientes velocidades ofrecen menos problemas de inicio.
Bandeja giratoria: 15 rpm o 10 revoluciones en 39,4-39,6 segundos Leva: 21 rpm o 10 revoluciones en 28,528,9 segundos
3.3 Colocar una hoja de papel sobre la bandeja giratoria y mantenerla en su lugar con cinta adhesiva. Cargar el
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boUgrafo con una pesa liviana (aprox. 200 gramos). Colocar el boKgrafo sobre el papel y trazar el patron de raspadura que ha de seguir. Si se produce un patron repetido, ajustar la velocidad de la bandeja giratoria o la leva. Guardar el diseno. Esto tambien es una verificacion del funcionamiento del boKgrafo. Si no escribe, se le debe reemplazar.
3.4 Retirar el papel. Centrar la sarten sobre la bandeja giratoria. En caso de analizarse paneles, colocar la sarten de poca profundidad sobre la bandeja giratoria y colocar los paneles en la sarten. Los paneles deben ser de un tamano suficientemente grande para acomodar el tamano del patron de raspado. Empleando las abrazaderas en "C", anclar la sarten y el panel a la bandeja giratoria. Sosteniendo el bolfgrafo por encima de la pieza de ensayo, accionar la bandeja giratoria y la leva y observar varias revoluciones para asegurarse de que la totalidad del patron de raspado haya quedado en la pieza de ensayo. Apagar la unidad.
3.5 Calentar suficiente aceite de cocina para cubrir la superficie de ensayo hasta una altura de aproximadamente 3-6 mm. Calentar a la temperatura de ensayo, generalmente de l5o °C. (PRECAUCION: Por encima de aproximadamente 150 °C, los aceites de cocina emiten humo y olores fuertes. Ademas, se tornan bastante inflamables. Con el ensayo a mas de 150 °C, realizar la prueba en una zona bien ventilada, preferentemente en una campana de humo). Verter el aceite caliente en la sarten. Colocar las lamparas de IR cerca de la sarten y encenderlas para mantener la temperatura del aceite. Se requiere cierto tanteo previo de la posicion correcta de las lamparas para mantener la temperatura dentro de un intervalo de 5 °C. Controlar cada 5 minutos durante el ensayo y ajustar la posicion de las lamparas para mantener esta tolerancia. (Un indicador de temperatura de lectura continua es muy conveniente para esta medicion)
3.6 Colocar la pesa apropiada sobre el brazo basculante. Por lo general, esta vana de 250 a 1.000 gramos, siendo la de 500 gramos la que se utiliza con mayor frecuencia. Poner en funcionamiento ambos motores y colocar cuidadosamente el bolfgrafo sobre la superficie revestida. Dejar que la prueba transcurra durante el penodo de tiempo necesario.
4. Evaluacion
4.1 Registrar la siguiente informacion:
Velocidad de la bandeja giratoria y la leva en rpm
Ajuste de la amplitud de la leva (numero o distancia del radio desde el interior al exterior en cm)
Carga sobre el bolfgrafo en gramos Temperatura del aceite Duracion del ensayo
Todos los parametros de la pieza de ensayo (sustrato y preparacion del sustrato, revestimiento, espesor, curado, etc.)
4.2 Retirar la pieza de ensayo, escurrir el aceite y lavar en agua tibia y detergente suave. Secar sin frotar con toalla de papel. Observar visualmente el dano ocasionado al revestimiento. Esto se puede efectuar en forma comparativa con otras muestras de ensayo. En general, se han puntuado los niveles de eficiencia de la siguiente manera:
Puntuaciones de la prueba de raspado mecanico
9
Sin efecto. Ligero rayado de la superficie. No hay corte completo en ningun lugar del patron de rayado.
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Ligero. Ligero rayado de la superficie. El drculo interno del patron exhibe un ligero corte que llega hasta la capa base y posiblemente algunos cortes del sustrato. El drculo externo no tiene cortes.
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Moderado. Rayado moderado entre el drculo interno y el externo. Tanto el drculo interno como el externo estan cortados hasta la capa base y posiblemente hasta el sustrato (el interno es habitualmente peor que el externo).
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Considerable. Menos de 25 % de perdida de revestimiento entre el drculo interno y el externo (calcular y registrar cantidad). Corte considerable hasta el sustrato y desflecado en los drculos interno y externo.
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Severo. Entre 25 % y 50 % de perdida de adhesion del revestimiento entre el drculo interno y el externo. Severa perdida de revestimiento en los drculos interno y externo. Sustrato metalico bastante evidente.
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Fallo Total. Superior a 50 % de perdida de adhesion y superficie de revestimiento.
5. Comentarios/Precauciones.
5.1 El enfoque preferido para llevar a cabo este ensayo es establecer una serie de parametros operativos para las velocidades de la bandeja giratoria y leva, la amplitud oscilatoria y la temperatura del aceite. Luego se vana la carga o el tiempo. Una vez que se ha establecido esto, la configuracion de las pruebas individuales procede rapidamente y sin altibajos.
5.2 Controlar el equilibrio y la oscilacion del brazo basculante con frecuencia para asegurarse de que no se suelte y cambie.
5.3 Controlar la velocidad de la bandeja giratoria y la leva con frecuencia y ajustar como corresponde.
5.4 Esta prueba se puede realizar en fno, es decir, sin aceite caliente.
5.5 Con un estilete diferente y sin rotacion de la leva, esta prueba se puede realizar como la Prueba de Penetracion de Bola, Metodo de Ensayo Whitford 137B. Tambien se pueden utilizar otros estiletes para analizar diferentes propiedades.
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Prueba de desprendimiento de huevo.
1. Alcance. Se utiliza este procedimiento como un metodo rapido para determinar la capacidad del alimento para desprenderse del revestimiento antiadherente de vajilla de cocina. Cuando se utiliza con cuidado, este ensayo se puede utilizar como prueba de control en lmea para medir la consistencia de la produccion. El ensayo es algo subjetivo y depende del equipamiento utilizado y de la tecnica del analizador.
2. Equipamiento y materiales.
2.1 Horno de cocina electrica de 20 cm con una potencia de 1500 vatios u horno de gas.
2.2 Pirometro de contacto o pistola termica de IR (con capacidad de medicion a 260 °C).
2.3 Espatula de plastico, metal o metal revestido.
2.4 Temporizador o reloj con segundero.
2.5 Huevos de gallina fnos, frescos, de tamano grande.
2.6 Agua corriente, detergente lavavajillas suave, toallas de papel.
3. Procedimiento.
3.1 Lavar el utensilio revestido a analizar con agua corriente y una solucion de detergente suave. Enjuagar varias veces en agua corriente caliente y secar sin frotar absorbiendo con una toalla de papel.
3.2 Encender la placa de la cocina electrica o de gas en posicion media ("5" en el caso de una cocina electrica o en posicion media en el caso del gas). Dejar que el quemador alcance la temperatura durante 3-5 minutos.
3.3 Colocar el utensilio en el centro del quemador. Dejar calentar controlando la temperatura con el pirometro o pistola termica de IR. Dejar que el utensilio se caliente a 143-154 °C. Por otro lado, si no se dispone de un pirometro, se puede determinar la temperatura salpicando unas gotas de agua sobre la superficie periodicamente a medida que se calienta el utensilio. Se ha alcanzado la temperatura de ensayo cuando las gotas de agua se vaporizan y "bailan" inmediatamente al entrar en contacto con la superficie.
3.4 Romper y colocar cuidadosamente el contenido de un huevo fresco fno en el centro del utensilio. No inclinar ni hacer girar el utensilio ni provocar que el huevo se deslice.
3.5 Dejar cocer el huevo durante dos (2) minutos sin tocar. Controlar la temperatura de la sarten durante la coccion del huevo. Registrar la temperatura del utensilio. La temperatura del utensilio debena elevarse a 193215 °C al cabo de dos minutos. Si la temperatura de punto final esta fuera de este intervalo, ajustar el control del quemador subiendolo o bajandolo segun corresponda y repetir la prueba. (Nota: Se puede determinar de antemano el ajuste correcto del control del quemador utilizando un utensilio separado de la misma construccion que el utensilio de ensayo).
3.6 Al final de los dos minutos, se levanta el huevo con la espatula. Se desprende el huevo completamente de la superficie, anotando la cantidad de esfuerzo necesaria. Una vez separado el huevo, se retira el utensilio del quemador y se inclina. Observese la facilidad o dificultad para deslizar el huevo en el fondo del utensilio.
3.7 Volver a colocar el utensilio sobre el quemador. Se da la vuelta el huevo y se rompe la yema con la espatula. Se deja cocer el huevo durante otros dos (2) minutos mas. Se repite el Paso 3.6. Ademas, se toma nota de la mancha que se pueda formar y la cantidad de material que se adhiere al utensilio.
4. Evaluacion.
4.1 Se registra el esfuerzo necesario para liberar el huevo de la superficie. El huevo que se separa facilmente de la superficie sin adherirse alrededor de los bordes indica un desprendimiento excelente. Se puede notar la disminucion del desprendimiento hasta llegar a la adherencia total por la cantidad de esfuerzo necesario para levantar el huevo.
4.2 Una tecnica de puntuacion numerica y descriptiva es la siguiente:
Puntuacion de la prueba de desprendimiento de huevo
Excelente (5)
Sin adhesion en el centro ni en los bordes del huevo. Se desliza facilmente sin empujar con la espatula. No deja marca ni residuo alguno.
Buena (4)
Ligera adhesion en los bordes. Se desliza con facilidad si se lo mueve con la espatula. Deja una leve marca, no asf residuos.
Regular (3)
Adhesion moderada en los bordes; ligera adhesion en el centro. Se desliza solo si se inclina abruptamente y se agita y debe ser empujado con la espatula. Deja marca y ligero residuo.
Deficiente (2)
Requiere considerable esfuerzo desprender el huevo, pero se le puede separar con la espatula. No se desliza. Deja residuo moderado.
Muy deficiente _______
No se puede separar el huevo de la superficie sin romperlo.
4.3 Si se dispone de una muestra control, se registran los resultados como mucho mejor que, mejor que, igual, peor o mucho peor que el control.
5. Comentarios/Precauciones.
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5.1 Los resultados de este ensayo son subjetivos y se aplican mejor en forma relativa utilizando un estandar conocido como control. La repetibilidad es buena con el mismo investigador y equipamiento. La repetibilidad mejorara con investigadores experimentados que utilizan el mismo equipamiento.
5.2 Los resultados pueden variar si se comparan utensilios de diferentes materiales de construccion o tamano. En cada caso, se deben ajustar las posiciones de control del quemador para producir el mismo perfil de calentamiento para la mejor correlacion de los resultados.
Brillo a 60 °.
Se obtuvieron mediciones de brillo utilizando un brillometro Microgloss 60°, comercializado por Byk-Gardner. El brillometro estaba adaptado a las siguientes normas: BS3900/D5, DIN EN ISO 2813, DIN 67530, EN ISO 7668, ASTM D523, ASTM D1455, ASTM C346, ASTM C584, ASTM D2457, JIS Z 8741, MFT 30064, TAPPI T 480. Las unidades de medicion se expresan como % de reflectancia.
Ejemplo 2
Composiciones ilustrativas y aplicacion a un sustrato flexible, por ej., tela de fibra de vidrio
En este Ejemplo se prepararon revestimientos con composiciones de fluoropolfmeros combinados que inclrnan TMHPTFE(s) y MPF(s) de acuerdo con la primera realizacion de la presente invencion.
En este Ejemplo se aplicaron estas composiciones sobre tela de fibra de vidrio sobre las capas base y/o capas intermedias y se analizaron los sistemas de revestimiento resultantes con respecto a la resistencia a la abrasion, propiedades de desprendimiento y otras propiedades en el resto de los Ejemplos.
Las formulaciones de las capas base y capas intermedias se presentan en las Tablas 6A y 6B, respectivamente y se expresan en terminos de fracciones de peso humedo, en tanto que los componentes de la capa superior, presentados en la Tabla 6C, se expresan en fracciones de peso seco.
Tabla 6A
Formulaciones de las capas base
N.° Revestimiento
Grado del sustrato de tela de vidrio PTFE PFA FEP LPTFE THV Agua Solidos N.° de pases
2116 0,5 0 0 0 0 0,5 30 2
Tabla 6B
Formulaciones de las capas intermedias
N.° Revestimiento
PTFE PFA FEP LPTFE THV PAI PPS Ceramica Agua Solidos N.° de pases
0,92 0 0 0 0 0 0 0 0,08 50 2
Tabla 6C
Formulaciones de las capas superiores
N.° Revestimiento
Capa base Capa Inter. Capa Sup. (PTFE) Capa Sup. (MA) Capa Sup. (PFA) Capa Sup. (FEP) Capa Sup. (LPTFE) Peso revestim.
Control A
PTFE PTFE 1 0 0 0 0 280
Control B
PTFE PTFE 0 0 1 0 0 307
Control C
PTFE PTFE 0,9 0 0,053 0 0,047 290
Control D
PTFE PTFE 1 0 0 0 0 296
HLB1
PTFE PTFE 0,85 0 0,15 0 0 302
HLB2
PTFE PTFE 0,9 0 0,1 0 0 314
HLB3
PTFE PTFE 0,95 0 0,05 0 0 318
HLB4
PTFE PTFE 0,9 0 0,1 0 0 314
HLB5
PTFE PTFE 0,9 0,1 0 0 0 310
HLB6
PTFE PTFE 0,9 0 0 0,1 0 297
HLB7
PTFE PTFE 0,9 0 0 0,1 0 302
HLB8
PTFE PTFE 0,9 0 0,1 0 0 304
HLB9
PTFE PTFE 0,9 0 0,1 0 0 284
HLB10
PTFE PTFE 0,9 0 0,1 0 0 289
HLB11
PTFE PTFE 0,9 0,1 0 0 0 289
HLB12
PTFE PTFE 0,9 0 0 0,1 0 288
HLB 13
PTFE PTFE 0,85 0,15 0 0 0 275
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30
Formulaciones de las capas superiores
N.° Revestimiento
Capa base Capa Inter. Capa Sup. (PTFE) Capa Sup. (MA) Capa Sup. (PFA) Capa Sup. (FEP) Capa Sup. (LPTFE) Peso revestim.
HLB 14
PTFE PTFE 0,95 0,05 0 0 0 278
HLB 15
PTFE PTFE 0,85 0 0,15 0 0 278
HLB16
PTFE PTFE 0,95 0 0,05 0 0 275
HLB17
PTFE PTFE 0,85 0 0 0,15 0 277
HLB18
PTFE PTFE 0,95 0 0 0,05 0 286
HLB19
PTFE PTFE 0,8 0 0,2 0 0 278
HLB20
PTFE PTFE 0,7 0 0,3 0 0 277
HLB21
PTFE PTFE 0,6 0 0,4 0 0 274
HLB22
PTFE PTFE 0,5 0 0,5 0 0 274
Los componentes de fluoropolfmeros de las Capas superiores fueron los 5 siguientes:
PTFE (TMHPTFE) - Daikin D310, solidos = 60 % en el caso de los Controles A, B, y C y HLB1 a HLB 8 PTFE (TMHPTFE) - Daikin D410, solidos = 60 % en el caso del Control D y HLB9a HLB18 MFA - Solvay Hyflon MFA XPH 6202-1, Lote# Lab, solidos = 27,2 %.
PFA - du Pont PFA TE7224, (Lote# 0804330005, Solidos = 58,6 %) en el caso del Control C, HLB8 y HLB10 de la Tabla 6C, las demas formulaciones con contenido de PFA utilizaron Dyneon 6900GZ excepto HLB4, que utilizo Dyneon 6910RG
LPTFE - SFN-D, Chenguang.
Se mezclaron todas las composiciones de revestimiento utilizando una mezcladora estandar bajo corte medio durante 5-7 minutos. Se aplicaron todos los revestimientos mezclados la a tela de fibra de vidrio en el laboratorio utilizando barras de impresion de muestras. Los grados de sustrato de tela de fibra de vidrio fueron producidos por PD Interglas o Porcher Industries. Se somete al sustrato revestido a secado en un horno de armario de laboratorio ajustado a 260 °C durante 2 minutos seguido por curado en un horno de armario de laboratorio ajustado a 400 °C durante 1 minuto.
La capa base, la capa intermedia y el PTFE de la capa superior de las muestras control eran dispersiones estandar de PTFE.
Aspereza, brillo y angulo de contacto de las muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
Los protocolos de prueba empleados para estas mediciones fueron como las dadas para los ejemplos previos en este documento.
Tabla 7
Aspereza, brillo y angulo de contacto de las muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
Formula
RA Brillo CA-Agua
Control A
1,37 15,8 112,02
Control B
2,79 7,8 112,94
Control C
0,91 36,8 128,08
Control D
0,87 32,48 119,37
HLB1
0,6 42,83 ,
HLB2
0,78 36,73 91,91
HLB3
0,78 36,08 107,7
HLB4
0,72 36 109,83
HLB5
0,96 40,9 104,51
HLB6
0,85 33,47 110,72
HLB7
0,89 30,96 107,58
HLB8
0,96 30,05 111,39
HLB9
1,17 29,92 107,06
HLB10
1,24 30,24 119,92
HLB11
1,19 30,34 121,24
HLB12
1,15 28,68 112,83
HLB13
1,53 37,2 110,54
HLB14
0,91 41,4 112,79
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Aspereza, brillo y angulo de contacto de las muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
Formula
RA Brillo CA-Agua
HLB15
1,09 41,3 121,92
HLB16
1,49 41,5 110,22
HLB17
1,33 36,5 115,13
HLB18
1,28 38,4 103,97
HLB19
1,39 39,9 103,37
HLB20
2,05 38,5 118,32
HLB21
1,45 35,2 108,39
HLB22
1,31 26,3 114,92
Los resultados presentados en la Tabla 7 anterior demuestran una significativa mejora de la uniformidad y el aumento del brillo, ademas de un aumento del angulo de contacto del agua sobre las capas superiores control para las composiciones de revestimiento preparadas de acuerdo con la primera y segunda realizaciones de la presente invencion una vez aplicadas a sustratos flexibles de vidrio. HLB1 resulto considerablemente mas liso que el Control C (una mezcla de 3 componentes), como se divulga en el documento US 2010/0080955 A1 y US 2010/0080959 A1, cada una de las cuales fue concedida al beneficiario de la presente solicitud.
Prueba de abrasion por movimiento alternativo
Se llevo a cabo una prueba de abrasion por movimiento alternativo (RAT) con cada revestimiento segun el protocolo de ensayo expuesto al final de este Ejemplo. Los resultados estan presentados en la siguiente Tabla 8:
Tabla 8
Prueba de abrasion por movimiento alternativo (RAT)
N.° Revestimiento
RAT Ambiente inicial RAT ambiente 10%
Control A
2000 5000
Control B
9000 14000
Control C
7000 11000
Control D
6000 10000
HLB1
7000 10000
HLB2
11000 23000
HLB3
4000 6000
HLB4
4000 8000
HLB5
4000 7000
HLB6
5000 8000
HLB7
7000 10000
HLB8
3000 5000
HLB9
4000 7000
HLB10
3000 5000
HLB 11
3000 5000
HLB12
6000 9000
HLB13
4000 6000
HLB14
7000 18000
HLB15
8000 13000
HLB16
4000 12000
HLB17
4000 13000
HLB18
3000 11000
HLB19
6000 10000
HLB20
3000 6000
HLB21
4000 6000
HLB22
2000 5000
Los resultados presentados en la tabla precedente demuestran que hay hasta un 50 % de mejora de la resistencia a la abrasion lineal con las capas superiores elaboradas de acuerdo con la primera y segunda realizaciones de la presente divulgacion cuando se aplican a sustratos de vidrio flexibles sobre las capas superiores control formuladas de acuerdo con las divulgaciones de las Solicitudes de Patente de los Estados Unidos US 12/567.330 y US 12/567.446 antes citadas.
Protocolo de la prueba de abrasion por movimiento alternativo (RAT)
La prueba de abrasion por movimiento alternativo se llevo a cabo basado en el protocolo completo expuesto a continuacion con las siguientes modificaciones: (1) se analizo la muestra revestida hasta la exposicion de 10 % del sustrato; (2) la prueba se realizo utilizando una pesa de 3 kg a temperatura ambiente y (3) se cambiaron las
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esponjas Scotchbrite 3M (7447) cada 1000 ciclos.
El protocolo de ensayo completo es el siguiente:
Alcance. Este ensayo mide la resistencia de los revestimientos a la abrasion por una esponja Scotch-Brite con movimiento alternativo. La prueba somete al revestimiento a la abrasion con movimiento hacia delante y atras. La prueba es una medida de la vida util de los revestimientos que se han sometido a frotacion y otras formas similares de deterioro causado por la limpieza. TM 135C es espedfico para un aparato de ensayo construido por Whitford Corporation de West Chester, PA. Sin embargo, es aplicable a metodos de ensayo similares tales como el descrito en la Norma Britanica 7069-1988.
Equipamiento y materiales.
(1) Una maquina de ensayo con capacidad para sostener una esponja abrasiva Scotch-Brite de un tamano espedfico contra la superficie a analizar con una fuerza fija y con capacidad para mover la esponja con movimiento hacia delante y atras (alternativo) a una distancia de 10 - 15 cm. La fuerza y movimiento se aplican mediante un estilete con ponderacion en cafda libre. La maquina debe estar equipada con un contador, preferentemente del tipo que se pueda ajustar para apagarse despues de un determinado numero de ciclos.
(2) Esponjas de Scotch-Brite de la abrasividad necesaria cortadas con un tamano requerido. Las esponjas de Scotch-Brite son fabricadas por 3M Company, Abrasive Systems Division, St Paul, MN 55144-1000. Las esponjas vienen en grados con diferentes niveles de abrasividad, a saber:
Mas baja —7445, 7448, 6448, 7447, 6444, 7446, 7440, 5440 — Mas alta
Las esponjas Scotch-Brite se pueden utilizar a temperaturas de hasta 150 °C. Se pueden utilizar esponjas equivalentes.
(3) Placa calentadora para calentar las muestras de ensayo. (Opcional)
(4) Solucion detergente o aceite para realizar la prueba con un lfquido.
(Opcional)
Procedimiento.
Antes de comenzar el ensayo, se debe definir el punto final. Habitualmente, se define el punto final cuando se ha expuesto cierta cantidad del sustrato. No obstante, se puede definir el punto final como numero dado de pasadas aunque no se haya expuesto el sustrato. Los inventores de la presente utilizan un 10 % de exposicion del sustrato sobre el area sometida a abrasion como definicion estandar de punto final. Se pueden utilizar otros puntos finales.
Se asegura la pieza a analizar bajo la esponja con movimiento alternativo. Se debe ajustar firmemente la pieza con pernos, abrazaderas o cinta. La pieza debe ser lo mas plana posible y durante suficiente tiempo para que la esponja no se escape por un borde. Las protuberancias de la superficie se desgastan primero, y el choque contra el borde puede desgarrar la esponja y causar un rayado prematuro y un resultado falso.
Se corta un trozo de Scotch Brite de la abrasividad necesaria del tamano exacto del "pie" del estilete. Los inventores de la presente emplean el Grado 7447 como patron y el "pie" del estilete de la maquina de ensayo tiene 5 cm de diametro. Se ajusta la esponja al extremo inferior del "pie". Se fija la esponja Scotch-Brite al "pie" por medio de un trozo de "Velcro" pegado al extremo inferior del pie.
Si la maquina tiene una longitud de recorrido ajustable, se ajusta la longitud pretendida. Los presentes inventores utilizan una longitud de recorrido de 10 cm como estandar. Se baja la esponja hasta la superficie de la pieza a analizar. Asegurarse de que la pesa sea completamente libre. Los presentes inventores utilizan una pesa de 3,0 Kg como patron, aunque esto se puede modificar.
Si la maquina esta equipada con un contador, se ajusta el contador al numero de pasadas necesario. Una pasada es un movimiento en una direccion. Si la maquina no tiene un contador automatico, se debe observar el contador de manera que se pueda apagar la maquina en el momento indicado. Se detiene la maquina a diversos intervalos para cambiar la esponja abrasiva. La abrasividad de la esponja cambia (habitualmente pierde efectividad) a medida que la esponja se llena de desechos. Los presentes inventores cambiaron las esponjas a intervalos de 1.000 pasadas. Mil pasadas es el intervalo preferido entre cambios de pasadas.
Se pone en funcionamiento la maquina de ensayo. Se la deja funcionar hasta alcanzar un punto final o hasta obtener un numero de pasadas requerido antes de cambiar la esponja.
Se inspecciona cuidadosamente la pieza de ensayo al comienzo y al final de cada puesta en marcha. Al acercarse el punto final, el sustrato comienza a aparecer a traves del revestimiento. Al acercarse al punto final, se observa la pieza de ensayo constantemente. Se detiene la maquina una vez alcanzado el punto final.
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Evaluacion.
Se registra lo siguiente respecto de la maquina de ensayo:
1. Grado y tamano de la esponja Scotch-Brite.
2. Carga sobre el estilete
3. Numero de pasadas entre cambios de esponja.
4. Longitud de la pasada.
5. Definicion del punto final.
6. Numero de pasadas hasta el punto final.
La duplicacion de las pruebas ofrece una mayor confiabilidad. Indicar si el punto final es un resultado unico o el promedio de varios resultados.
Registrar la descripcion del revestimiento, el espesor de la pelfcula y el sustrato y la preparacion de la superficie.
Si la prueba se lleva a cabo hasta un numero espedfico de pasadas, se registra el numero de pasadas. Registrar una descripcion de la cantidad de desgaste, como es el porcentaje del sustrato expuesto o el numero de pasadas realizadas hasta la primera exposicion del sustrato. Opcionalmente, se registra el espesor de la pelfcula y/o el peso antes y despues de la prueba.
Si la prueba se lleva a cabo a temperatura elevada, registrar la temperatura del ensayo. Si se realiza con un lfquido, registrar los detalles espedficos del lfquido.
Comentarios/Precauciones.
Se pueden utilizar ambas caras de una esponja Scotch-Brite. Las esponjas deben ser cortadas con precision para ajustarse al "pie". Los bordes desparejos o las zonas asperas de la esponja dan lugar a falsos resultados. Las piezas de ensayo deben ser planas y estar libres de suciedad u otras partfculas. Este metodo de ensayo es similar a la prueba de abrasion descrita en BS 7069:1988, Apendice A1. Cuando se analizan de acuerdo con BS 7069, se sumergen las piezas de ensayo en 50 cm3 de una solucion de 5 g/litro de detergente lavavajillas domestico en agua. Se realiza el ensayo durante 250 ciclos con cambios de esponja cada 50 ciclos.
Prueba de abrasion por movimiento alternativo de Taber
Se llevo a cabo una prueba de abrasion por movimiento alternativo de Taber de acuerdo con ASTM D3389 en las siguientes condiciones: (1) se completo la prueba en un dispositivo de abrasion Taber 5135 empleando el metodo de la perdida de peso; (2) se utilizaron ruedas elasticas Calibrase H-18 con una carga de 250 g sobre cada brazo abrasivo y se renovo la superficie de las ruedas cada 1000 ciclos; y (3) se calculo el mdice de Desgaste de Taber de la siguiente manera:
TWI = Peso(perdida)(mg)/n° de ciclos
Las pruebas de Taber conllevan generalmente montar un especimen (por lo general de un espesor inferior a 12,5 mm) en una plataforma giratoria que gira a una velocidad fija. Se bajan dos ruedas abrasivas, que se aplican a una presion espedfica, sobre la superficie de la muestra. Al girar la bandeja giratoria, las ruedas son propulsadas por la muestra en direcciones opuestas alrededor de un eje horizontal y desplazadas tangencialmente del eje de la muestra. Una rueda abrasiva frota la muestra en direccion externa hacia la periferia y la otra hacia dentro en direccion al centro en tanto una disposicion de vado elimina los desechos sueltos durante las pruebas.
Los resultados se presentan en la siguiente Tabla 9 con respecto a las muestras de tela de vidrio revestidas.
Tabla 9
Prueba de abrasion por movimiento alternativo Taber de muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
N.° Revestimiento
TWI 1000 TWI 2000 TWI 3000
Control A
11 10,5 10
Control B
16 13,5 12,3
Control C
19 19,5 21,3
Control D
17 26 23
HLB1
21 20 20,7
HLB2
16 18,5 19,3
HLB3
38 32,5 26,3
HLB4
19 16 17
HLB5
24 30 45
HLB6
23 28,5 34
Prueba de abrasion por movimiento alternativo Taber de muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
N.° Revestimiento
TWI 1000 TWI 2000 TWI 3000
HLB7
19 23,5 18,3
HLB8
9 19,5 29
HLB9
39 34,5 33
HLB10
44 36,5 33
HLB11
39 34 33,3
HLB12
23 26,5 24,7
HLB13
16 9 13,3
HLB14
19 15 13
HLB15
15 17 16
HLB16
13 19 13,7
HLB17
16 16 13,3
HLB18
14 17,5 12,7
HLB19
14 14 13,7
HLB20
10 9,5 10,3
HLB21
14 12 14
HLB22
16 13 16,7
Los resultados presentados en la Tabla 9 precedente demuestran que el mdice de Desgaste Taber con las capas superiores elaboradas de acuerdo con la primera y segunda realizaciones de la presente una vez aplicadas a sustratos de vidrio flexibles no difiere significativamente del de los Controles.
5
Pruebas de desprendimiento de coccion correspondientes a muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
Los protocolos de la prueba de desprendimiento de coccion correspondientes a este Ejemplo fueron los mismos que para los ejemplos descritos anteriormente en este documento. Los resultados estan resumidos en la siguiente Tabla 10 10.
Tabla 10
Pruebas de desprendimiento de coccion en muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
N.° Revestimiento
Desprendimiento (galleta) Desprendimiento (pizza) Desprendimiento (pollo)
Control A
3 3 2
Control B
3 3 3
Control C
5 5 5
Control D
4 4 3
HLB1
5 5 4
HLB2
5 5 5
HLB3
5 5 5
HLB4
4 5 5
HLB5
4 4 4
HLB5
4 4 4
HLB6
3 4 4
HLB7
4 5 4
HLB8
4 5 5
HLB9
3 4 4
HLB10
3 4 3
HLB11
3 4 3
HLB12
3 4 4
HLB13
5 5 4
HLB14
4 4 4
HLB15
3 4 3
HLB16
4 4 3
HLB17
3 3 2
HLB18
3 3 4
HLB19
4 4 3
HLB20
5 4 4
HLB21
5 5 3
HLB22
4 4 3
Los resultados presentados en la tabla precedente demuestran que hay una mejora del desprendimiento, una 15 reduccion de las manchas y caractensticas de facilidad de limpieza en todos los tipos de alimentos analizados con respecto a las capas superiores control, excepto el Control C con las capas superiores elaboradas de acuerdo con la
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primera y segunda realizaciones de la presente invencion una vez aplicadas a sustratos de vidrio flexibles. Prueba de transmision de la luz en las muestras de tela de fibra revestidas
Se llevo a cabo una prueba de transmision de la luz empleando un medidor de luz TES 1334, comercializado por TES Electronic Corp. de Taipei, Taiwan. Las unidades de medicion son lux (Ix).
Se aseguraron las muestras en un bastidor de 5 cm delante de una caja de iluminacion y se midio la lectura pico. La transmision de luz se expresa en terminos de porcentaje (%) que se obtiene dividiendo el valor Ix medido correspondiente a una muestra revestida por el valor Ix medido con respecto a una muestra sin revestir.
Los resultados se presentan a continuacion en la Tabla 11 con respecto a muestras de tela de vidrio revestidas
Tabla 11
Prueba de transmision de la luz correspondientes a muestras de tela de vidrio revestidas
Formula
Lectura - Lux % de transmision
Sin sustrato
4,02
Control A
0,31 7,71 %
Control B
1,41 35,07 %
Control C
2,05 51,00 %
Control D
2,01 50,00 %
HLB1
2,04 50,75 %
HLB2
1,84 45,77 %
HLB3
1,67 41,54 %
HLB4
1,82 45,27 %
HLB5
1,92 47,76 %
HLB6
1,86 46,27 %
HLB7
1,84 45,77 %
HLB8
2,19 54,48 %
HLB9
1,97 49,00 %
HLB10
2,02 50,25 %
HLB11
1,98 49,25 %
HLB12
1,94 48,26 %
HLB13
2,20 54,73 %
HLB14
2,38 59,20 %
HLB15
1,95 48,51 %
HLB16
1,72 42,79 %
HLB17
1,67 41,54 %
HLB18
1,79 44,53 %
HLB19
2,26 56,22 %
HLB20
2,00 49,75 %
HLB21
2,34 58,21 %
HLB22
2,20 54,73 %
Los revestimientos expuestos aqrn revelan transmision de luz similar a la del Control C (mezcla de 3 componentes). Prueba de adhesion en sustratos flexibles
Las pruebas de adhesion se llevaron a cabo en las siguientes condiciones: (1) se completo el ensayo en un tensiometro Lloyd LRX Tensometer; (2) las muestras de 25 mm de ancho, 200 mm de longitud, se preparan sellando 2 tiras de tela con pelfcula de PFA (temperatura 375 °C, 25 segundos).
La prueba se realiza a una velocidad de 100 mm/min a una distancia de 25 mm. Se cita una lectura promedio de 3 mediciones y las unidades de medicion son kg/m.
Los resultados se presentan en la siguiente Tabla 12 correspondiente a muestras de tela de vidrio revestidas.
Tabla 12
Prueba de adhesion en muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
N.° Revestimiento
Fuerza instantanea (kg/m) Fuerza cinetica (kg/m)
Control A
8,82 7,09
Control B
7,57 6,29
Control C
7,05 5,37
Control D
8,51 8,17
HLB1
5,56 5,69
5
10
15
20
25
30
35
40
Prueba de adhesion en muestras de tela de fibra de vidrio revestidas
N.° Revestimiento
Fuerza instantanea (kg/m) Fuerza cinetica (kg/m)
HLB2
5,98 5,53
HLB3
5,16 4,77
HLB4
6,77 6,13
HLB5
5,58 5,66
HLB6
5,34 5,19
HLB7
5,59 5,16
HLB8
6,22 4,74
HLB9
6,22 5,72
HLB10
6,07 4,83
HLB11
6,47 6,28
HLB12
6,07 6,28
HLB13
5,90 6,16
HLB14
5,31 4,95
HLB15
6,51 5,46
HLB16
4,39 5,64
HLB17
6,53 6,13
HLB18
5,56 5,58
HLB19
5,37 4,59
HLB20
4,80 4,34
HLB21
5,46 5,22
HLB22
6,83 10,16
Los resultados presentados en la Tabla 12 demuestran que las propiedades de adhesion de las capas superiores control se mantienen en las presentes composiciones de revestimiento una vez aplicadas a sustratos de vidrio flexibles, lo que indica que la adicion de las composiciones de revestimiento no interfiere con la adhesion del revestimiento al sustrato.
Revision estadistica de la eficiencia de las composiciones de revestimiento de TMHPTFE/MPF sobre tela de vidria revestida
En la siguiente Tabla 13 se presenta una comparacion de las propiedades de capas superiores de dos componentes del tipo TMHPTFE/MPF con las de los Controles. Al normalizar todos los datos correspondientes a todas las pruebas, se obtiene la puntuacion expuesta en la ultima seccion de la Tabla 13 (en una escala de 0-1), donde se aprecia claramente que las capas superiores de TMHPTFE/MPF de la presente invencion son superiores, en su conjunto, a las de los Controles A y B y comparables a la mezcla de 3 componentes del Control C.
Los datos "normalizados" se obtienen mediante las siguientes ecuaciones:
Ecuacion 1: Calculo normalizado de las propiedades superficiales = "SUP.
NORM"
Media {[Maximo (Ra) - (Ra)]/[Maximo (Ra) - Mmimo (Ra)],
[Brillo - Mmimo (Brillo)]/[Maximo (Brillo) - Mmimo (Brillo)],
[Angulo de contacto - Mmimo (Angulo de contacto)]/
[Maximo (Angulo de contacto) - Mmimo (Angulo de contacto]}
Ecuacion 2: Calculo normalizado de adhesion = "ADHESION NORM"
Media {[Fuerza instantanea - Mmimo (Fuerza instantanea)] / [Maximo (Fuerza instantanea) - Mmimo (Fuerza instantanea)], [Fuerza cinetica - Mmimo (Fuerza cinetica)] /
[Maximo (Fuerza cinetica) - Mmimo (Fuerza cinetica]}
Ecuacion 3: Calculo normalizado de abrasion = "ABRASION NORM"
Media {[RAT Ambiente inicial - Mmimo (RAT Ambiente inicial] / [Maximo (RAT Ambiente inicial) - Mmimo (RAT Ambiente inicial)],
[RAT Ambiente 10 % - Mmimo (RAT Ambiente 10 %)] /
[Maximo (RAT Ambiente 10 %) - Mmimo (RAT Ambiente 10 %)],
[Maximo (TWI 1000) - (TWI 1000)] /
[Maximo (TWI 1000) - Mmimo (TWI 1000)],
5
10
15
20
25
30
35
[Maximo (TWI 2000) - (TWI 2000)] /
[Maximo (TWI 2000) - Mmimo (TWI 2000)],
[Maximo (TWI 3000) - (TWI 3000)] /
[Maximo (TWI 3000) - Mmimo (TWI 3000)]}
Ecuacion 4: Calculo normalizado de desprendimiento = "DESPREND. NORM''
Media {[Desprendimiento de huevo - Mmimo (Desprendimiento de huevo] /
[Maximo (Desprendimiento de huevo) - Mmimo (Desprendimiento de huevo)],
[Desprendimiento de galleta - Mmimo (Desprendimiento de galleta)] / [Maximo (Desprendimiento de galleta) - Mmimo (Desprendimiento de galleta)],
[Desprendimiento de pizza- Mmimo (Desprendimiento de pizza)] /
[Maximo (Desprendimiento de pizza) - Mmimo (Desprendimiento de pizza)],
[Desprendimiento de pollo - Mmimo (Desprendimiento de pollo)] /
[Maximo (Desprendimiento de pollo ) - Mmimo (Desprendimiento de pollo)]}
Ecuacion 5: Calculo de todos los datos normalizados = "TODOS NORM"
Media {Propiedades superficiales normalizadas,
Adhesion normalizada,
Abrasion normalizada,
Desprendimiento normalizado}
En otras palabras, por cada prueba en la que se desea un valor maximo [valores reales - el valor mmimo observado en ese ensayo] medido en todas las muestras dividido por el intervalos de valores para ese ensayo, esto normaliza los datos en una escala de 0-1, donde 1 es el mejor. Sin embargo, si se desea un valor mmimo para un ensayo, luego se divide [el valor maximo - los valores reales] medidos en todas las muestras por el intervalo correspondiente a ese ensayo, lo que, una vez mas, normaliza los datos en una escala de 0-1 donde 1 es el mejor. Seguidamente, para combinar todos los ensayos de un determinado tipo, por ejemplo de desprendimiento, se toman las medias de todos los valores normalizados. A continuacion se puede calcular un valor unico para todos los ensayos por medio de la Ecuacion 5 citada.
Tabla 13
Valores normalizados
ABRASION DESPREND. SUP. ADHESION TODOS
NORM NORM NORM NORM. NORM.
Control A
0,58 0,00 0,44 0,86 0,47
Control B
0,77 0,11 0,19 0,60 0,42
Control C
0,58 1,00 0,84 0,41 0,71
HLB1
0,50 0,44 0,72 0,96 0,66
HLB2
0,56 0,89 0,91 0,27 0,66
HLB3
0,84 1,00 0,52 0,30 0,67
HLB4
0,23 1,00 0,66 0,10 0,50
HLB5
0,53 0,83 0,69 0,48 0,63
HLB6
0,23 0,56 0,66 0,27 0,43
HLB7
0,34 0,39 0,66 0,18 0,39
HLB8
0,56 0,72 0,60 0,21 0,52
HLB9
0,44 0,83 0,62 0,23 0,53
HLB10
0,18 0,39 0,55 0,41 0,38
HLB11
0,09 0,28 0,66 0,22 0,31
HLB12
0,14 0,28 0,68 0,46 0,39
HLB13
0,44 0,39 0,59 0,35 0,44
HLB14
0,60 0,89 0,61 0,37 0,62
HLB15
0,74 0,56 0,74 0,14 0,55
HLB16
0,69 0,28 0,93 0,36 0,56
HLB17
0,61 0,44 0,65 0,38 0,52
HLB18
0,62 0,00 0,67 0,52 0,45
HLB19
0,58 0,22 0,59 0,26 0,41
HLB20
0,62 0,72 0,63 0,00 0,49
HLB21
0,58 0,78 0,58 0,20 0,53
5
10
15
20
25
30
35
40
Valores normalizados
N.° Revestimiento
ABRASION NORM DESPREND. NORM SUP. NORM ADHESION NORM. TODOS NORM.
HLB22
0,49 0,44 0,57 0,44 0,49
Examinando la Tabla 13 junto con la Tabla 6C, que presenta los detalles de las formulaciones, encontramos que los valores medios de "Todos Norm" son los siguientes (se muestran los errores estandar):
1. Las formulaciones que no contienen D310, "TODOS NORM" = 0,48 +/- 0,03
2. Las formulaciones que contiene D310, "TODOS NORM" = 0,53 +/- 0,03
a. Las que contienen D310 y no contienen TE6900/6910, "TODOS NORM" = 0,47 +/- 0,03
Esto demuestra a las claras que las formulaciones que utilizan D310 y Dyneon 6900 o Dyneon 6910 tienen, en general, propiedades superiores a otras combinaciones de fluoropolfmeros.
Ademas, donde los datos estan agrupados por el componente TMHPTFE tenemos:
Tabla 13A
Efecto del tipo de TMHPTFE
Nivel
Numero Media Error estandar Inferior 95 % Superior 95 %
D310 -
14 0,532812 0,02714 0,47667 0,58895
D410 -
11 0,481470 0,03062 0,41814 0,54481
N/A
1 0,418478 0,10154 0,20842 0,62854
De estos datos, se puede observar que D310 es ligeramente preferible. Donde los datos estan agrupados por el componente PFA tenemos:
Tabla 13B
Efecto del tipo de PFA
Nivel
Numero Media Error estandar Inferior 95 % Superior 95 %
6900
12 0,531167 0,02875 0,47154 0,59079
6910-
1 0,632502 0,09960 0,42595 0,83906
N/A
11 0,484105 0,03003 0,42183 0,54638
TE7224
2 0,421181 0,07043 0,27513 0,56724
De estos datos, se puede observar que Dyneon 6900/6910 es preferible.
Cuando se compara MFA con las formulaciones sin contenido de MFA obtenemos:
Tabla 13C
Efecto de MFA frente a otros MPF
Nivel
Numero Media Error estandar Inferior 95 % Superior 95 %
D6202X
4 0.494602 0.05212 0.38703 0.60218
N/A
22 0.508891 0.02222 0.46302 0.55476
A partir de estos datos, no se observaron diferencias significativas. Cuando los datos estan agrupados segun el componente FEP tenemos:
Tabla 13D
Efecto de FEP frente a otros MPF
Nivel
Numero Media Error estandar Inferior 95 % Superior 95 %
3F
1 0,520844 0,09996 0,31405 0,72764
N/A
21 0,521604 0,02181 0,47648 0,56673
TE9568
4 0,424871 0,04998 0,32148 0,52827
A partir de estos datos, no se observan diferencias significativas diferentes a las de las formulaciones que contienen FEP TE9568, que fueron inferiores.
La notacion "N/A" en las Tablas precedentes 13A-13D significa que este grupo no contema polfmeros del tipo en estudio en esa tabla.
En vista de estos resultados, se cree que el primer punto de fusion relativamente bajo del grado D310 frente a D410 indica un peso molecular relativamente mas bajo de D310, puesto que el grado de modificacion del PPVE es similar en ambos casos. La combinacion de D31 con un peso molecular relativamente mas bajo del PFA Dyneon (y MFI mas elevado) con respecto a TE7224 produce mezclas con propiedades superiores.
5

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    REIVINDICACIONES
    1. Una composicion de fluoropoKmero, que comprende:
    al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular que ha sido modificado con trazas de un comonomero modificador (TMHPTFE) que tiene un peso molecular medio en numero (Mn) de al menos 500.000 y una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 342 °C, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial (DSC), estando dicho al menos un TMHPTFE presente en una cantidad de entre 50 % en peso y 90 % en peso basado en el peso total de solidos de todos los fluoropolfmeros en dicha composicion;
    al menos un fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MPF) seleccionado de perfluoroalcoxi (PFA) y metilfluoroalcoxi (MPF), estando dicho MpF presente en una cantidad de entre 10 % en peso y 50 % en peso basado en el peso total de solidos de todos los fluoropolfmeros contenidos en dicha composicion y que tiene un mdice de flujo en fusion (MFI) superior a 10 g/10 min, determinado por ASTM D1238/ISO 1133 y en la que dicha composicion no contiene politetrafluoroetileno (LPTFE) de bajo peso molecular que tiene un peso molecular promedio en numero (Mn) de menos de 500.000.
  2. 2. La composicion de la reivindicacion 1, en la que dicho al menos un TMHPTFE incluye menos de 1 % en peso de dicho comonomero modificador.
  3. 3. La composicion de la reivindicacion 1, en la que dicho comonomero modificador se selecciona del grupo que consiste en perfluoropropilvinileter (PPVE) y perfluorometilvinileter (PMVE).
  4. 4. La composicion de la reivindicacion 1, en la que dicho al menos un TMHPTFE tiene una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 342 °C, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial (DSC).
  5. 5. La composicion de la reivindicacion 1, en la que dicho al menos un MPF tiene una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 312 °C, determinada por calorimetna de barrido diferencial (DSC).
  6. 6. La composicion de fluoropolfmero de la reivindicacion 1, en la que dicho al menos un TMHPTFE y dicho al menos un MPF esta cada uno en forma de dispersion acuosa.
  7. 7. La composicion de fluoropolfmero de la reivindicacion 1, en la que dicha composicion carece de fibras.
  8. 8. Un metodo para revestir un sustrato, que comprende las etapas de:
    aplicar una composicion de fluoropolfmero al sustrato, que comprende:
    al menos un politetrafluoroetileno de alto peso molecular que ha sido modificado con trazas de un comonomero modificador (TMHPTFE) que tiene un peso molecular medio en numero (Mn) de al menos 500.000 y una primera temperatura de fusion (Tm) inferior a 342 °C, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial (DSC), estando dicho al menos un TMHPTFE presente en una cantidad de entre 50 % en peso y 90 % en peso basado en el peso total de solidos de todos los fluoropolfmeros en dicha composicion; y al menos un fluoropolfmero apto para procesar en fusion (MPF) seleccionado de perfluoroalcoxi (PFA) y metilfluoroalcoxi (MPF), estando dicho MPF presente en una cantidad de entre 10 % en peso y 50 % en peso basado en el peso total de solidos de todos los fluoropolfmeros contenidos en la composicion y que tiene un mdice de flujo en fusion (MFI) superior a 10 g/10 min, determinado por ASTM D1238/lSo 1133 y en la que dicha composicion no contiene politetrafluoroetileno (LPTFE) de bajo peso molecular que tiene un peso molecular promedio en numero (Mn) de menos de 500.000.
  9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, que ademas comprende, despues de dicha etapa de aplicacion, la etapa adicional de curar la composicion para formar un revestimiento.
  10. 10. El metodo de la reivindicacion 8, en el que dicha etapa de aplicacion comprende ademas la aplicacion de la composicion de fluoropolfmero en forma de dispersion acuosa al sustrato.
  11. 11. El metodo de la reivindicacion 8, en la que dicha etapa de aplicacion comprende ademas la pulverizacion de la composicion de fluoropolfmero en forma de partmulas sobre el sustrato.
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