ES2879906T3 - Dispersión de polímero y método de producción de la misma - Google Patents

Abstract

Una dispersión de polímero a base de agua, que comprende - una parte polimérica, y - partículas de agregado, que se mezclan con la parte polimérica, caracterizada porque - la parte polimérica comprende polímero de acrilato que está en forma de partículas y tiene una distribución de tamaño de partícula multimodal, y - los agregados están formados por las partículas de un compuesto metálico, en cuyo caso la dispersión de polímero también comprende un coagulador de una mezcla de los componentes anteriores, en donde la dispersión de polímero comprende, de 100 partes en peso de material disperso: - 70-90 partes en peso de polímero de acrilato, - 5-15 partes en peso de partículas de agregado, y - 0,1-5 partes en peso de coagulador que es dióxido de silicio, dióxido de silicio hidrofóbico o una de sus mezclas.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispersión de polímero y método de producción de la misma

Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispersiones de polímeros. En particular, la presente invención se refiere a una dispersión de polímero a base de agua de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, dispersión que comprende un polímero que está disperso en agua y partículas sólidas mezcladas con este.

La presente invención también se refiere a un método de producción de una dispersión de polímero de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 13.

Descripción de la técnica relacionada

Las dispersiones de polímeros a base de agua se conocen bien. Se usan, por ejemplo, como adhesivos, en pinturas y para el recubrimiento de productos de papel y cartón.

Además, se han usado dispersiones de polímeros a base de agua en recubrimientos a base de agua. Estas se describen, por ejemplo, en las publicaciones de solicitud EP 0794 018 A2 y EP 1544268 A1. La publicación US 2012/094115 A1 describe una composición de recubrimiento a base de emulsión acuosa en donde las partículas de polímero que comprenden diferentes monómeros polimerizados, tales como monómeros de acrilato de alquil metilo, se dispersan en medio acuoso. Sin embargo, las propiedades de resistencia a la intemperie de los recubrimientos a base de agua han demostrado ser inadecuadas, y los rasgos característicos son, entre otros, la separación, el desprendimiento y el agrietamiento de los recubrimientos.

Descripción general de la presente invención

El propósito de la presente invención es reducir o incluso eliminar completamente los problemas mencionados anteriormente encontrados en la técnica anterior.

En particular, el propósito de la presente invención es generar nuevas dispersiones de polímeros que, por ejemplo, sean adecuadas para la fabricación de recubrimientos y películas.

Otro propósito de la presente invención es generar nuevos recubrimientos y películas.

La presente invención se basa en el hallazgo de que mediante la adición de materia sólida a una dispersión de polímero que comprende un polímero disperso en agua, que está en forma de partículas de polímero, puede generarse una composición polimérica, en la que las partículas de polímero dispersas permanecen a una distancia adecuada entre sí tal que sea ventajoso para la formación controlada de una película.

Preferentemente, la distancia adecuada para la formación de la película se logra, en particular, mediante la adición de materia sólida que tiene un tamaño promedio de partícula mayor que las partículas de polímero y es capaz de absorber al menos parcialmente estas partículas de polímero. Esto evita la aglutinación incontrolable de la dispersión, que de cualquier otra manera podría provocarse por partículas de polímero que se acercan demasiado entre sí. Por otro lado, las partículas que están demasiado separadas no pueden formar una película uniforme, que es necesaria para lograr un recubrimiento uniforme

Al acercar los componentes de la composición polimérica suficientemente entre sí, se forman enlaces secundarios entre ellos, en cuyo caso se forma una película de la dispersión.

A partir de la dispersión de acuerdo con la presente invención, puede obtenerse una película polimérica al reducir el espacio entre las partículas de polímero, por ejemplo, al eliminar la humedad, es decir, el agua, entre las partículas. La dispersión puede aplicarse o esparcirse sobre una superficie sólida, textil o una malla. Sin embargo, también es posible fabricar películas poliméricas autosoportadas de la dispersión. De esta manera, puede formarse un recubrimiento, particularmente un recubrimiento elástico (flexible) que es adecuado, por ejemplo, como adhesivo, recubrimiento o impermeabilizante.

Más específicamente, la composición de acuerdo con la presente invención se caracteriza por lo que se indica en la parte de caracterización de la Reivindicación 1.

El método de acuerdo con la presente invención se caracteriza a su vez por lo que se indica en la parte de caracterización de la Reivindicación 13.

Se pueden lograr considerables ventajas con la presente invención. Por tanto, un agregado sólido y potencialmente solidificante en combinación con las partículas de polímero forman una estructura similar a una película tridimensional reforzada.

Es posible que, como resultado de la interacción entre la dispersión de polímero y el agregado, se forme una estructura reticulada que se base, por ejemplo, en enlaces químicos entre los componentes y/o los enlaces secundarios, tales como enlaces iónicos o coordinados para formar una estructura de tipo ionómero, por ejemplo. Sin embargo, esta es solo una posibilidad y el alcance de protección de la presente invención no se limita a esta explicación.

La dispersión de acuerdo con la presente invención puede usarse para generar un recubrimiento que se adhiera bien a todas las superficies, incluso si la superficie está húmeda antes del recubrimiento. Por tanto, es muy adecuado para preparar impermeabilizaciones.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, no se usan solventes orgánicos en la dispersión. En esta modalidad, la dispersión está libre de solventes orgánicos y, con mayor preferencia, es a base de agua. El uso de agua como fase líquida de la dispersión permite generar una capa ecológica y libre de tóxicos, tal como una película.

La no toxicidad y el respeto al medio ambiente del producto de acuerdo con la presente invención también están respaldados por el hecho de que los compuestos problemáticos, tales como los isocianatos, los compuestos fluorados o el estireno que se encuentran comúnmente en diversos recubrimientos, no se usan al fabricar el producto.

Por tanto, el uso de este método es seguro y fácil de usar. Cuando la dispersión se usa, por ejemplo, para generar un recubrimiento, no es necesario que el que recubre esté protegido contra los peligros de los solventes orgánicos, por ejemplo, el uso de una máscara de gas. Además, los espacios que se tratan pueden usarse inmediatamente después de que se seque el recubrimiento, sin ventilación, y no existen peligros para la salud ni riesgos de explosión durante la evaporación del solvente, incluso cuando se recubren pequeños espacios cerrados. Por tanto, el uso de una dispersión sin solventes es muy seguro.

El recubrimiento tiene buena adhesión también sobre superficies húmedas.

El recubrimiento generado se basa en una estructura reticulada reforzada formada por la dispersión, cuya estructura se basa en las interacciones químicas entre los componentes de la dispersión.

La capa de polímero que se genera ya es impermeable cuando se trata de una película delgada pero, si es necesario, su grosor puede ser de varios centímetros.

Si se desea, la impermeabilidad de la película a los gases también puede mejorarse mediante la adición a la dispersión de un material absorbente inicialmente soluble, que se solidifica durante la etapa de precipitación y formación de la película.

Aunque la película polimérica tiene buenas propiedades de impermeabilidad al agua y a los gases, tiene una buena transpirabilidad y permeabilidad al vapor de agua.

A continuación, se describirán con más detalle las modalidades preferidas de la presente invención.

Modalidades

La dispersión como se describe en la presente descripción comprende generalmente

i) una o más materias sólidas en forma al menos principalmente sólida, en lo sucesivo también denominada agregado,

ii) uno o más polímeros, y

iii) uno o más agentes tensioactivos, y

iv) uno o más precipitantes.

Además, la dispersión también comprende un medio, es decir, un líquido en el que se dispersan los componentes descritos.

En una modalidad, la presente dispersión acuosa de poliacrilato comprende

a.una dispersión de polímero que tiene partículas de diferentes tamaños o que tiene una amplia distribución de tamaño de partículas multimodal o bimodal,

b. un compuesto metálico disperso, tal como sal metálica, óxido metálico o sulfato metálico, o iones metálicos, y

c. componentes que facilitan la reticulación de polímeros, tales como óxido de aluminio, dióxido de silicio o sus combinaciones.

Además de estos componentes a-c, la dispersión incluye típicamente un agente dispersante tal como un agente tensioactivo.

Mediante la homogeneización de la mezcla, se logra una dispersión de polímero estable y homogeneizada.

Una capa de polímero, tal como un recubrimiento o una película, se genera a partir de la dispersión de polímero. En particular, las dispersiones descritas son capaces de formar una película reforzada, que se basa en una estructura molecular reticulada, basada en las interacciones químicas entre los componentes reticulantes, i, ii y iv y, de forma correspondiente, a-c, en las modalidades mencionadas anteriormente.

"Dispersión de polímero" o "dispersión", respectivamente, se refiere en el presente contexto a una composición en donde el polímero o los polímeros están presentes y están dispersos en el medio. Las dispersiones de polímeros también comprenden otros componentes dispersos finamente divididos. Más adecuadamente, los tamaños de partícula de todos los componentes dispersos son de menos de 10 micrómetros, especialmente de menos de 5 micrómetros. En este contexto, el término "dispersión" también incluye otras composiciones en las que se dispersan componentes líquidos o sólidos en la fase continua.

En una modalidad preferida, la dispersión proporciona una estructura reticulada de polímero que contiene materia sólida que es un elastómero viscoelástico, que puede demostrarse, por ejemplo, mediante una prueba de rotura en el tiempo. Cuando la composición forma una película elástica, la estructura reticulada se forma por enlaces químicos entre las sustancias, preferentemente a través de interacciones químicas débiles, tales como enlaces iónicos, enlaces de coordinación, interacciones dipolo-dipolo o enlaces de Van der Waals.

La composición puede ser un ionómero por naturaleza.

Polímeros

La presente dispersión comprende uno o más polímeros, al menos uno de los cuales es un polímero de acrilato. En particular, la dispersión comprende el polímero o polímeros en forma dispersa.

En una modalidad, la dispersión comprende al menos dos polímeros diferentes.

En una modalidad, la dispersión incluye un copolímero, que consiste en al menos dos tipos diferentes de monómero de acrilato.

La fase líquida de la dispersión, es decir, el "medio de dispersión", contiene preferentemente agua. Con mayor preferencia, la dispersión está esencialmente libre de solventes orgánicos volátiles. Por tanto, el porcentaje de agua es al menos el 95 %, más adecuadamente al menos el 97 %, del volumen de líquido de todo el medio de dispersión. En una modalidad, se genera una dispersión, que comprende dos o más homopolímeros o copolímeros que tienen partículas de polímero de diferentes tamaños, al mezclar entre sí dos o más dispersiones de polímeros diferentes y distintas.

Las dispersiones de polímeros a mezclar pueden diferir entre sí para que comprendan diferentes polímeros, su composición de monómeros difiera entre sí, o para que sus distribuciones de tamaño de partícula difieran entre sí. La distribución de tamaño de partícula de la dispersión generada puede ser, por ejemplo, una distribución multimodal, tal como una distribución bimodal, y puede comprender uno o más, especialmente dos o más polímeros. En el presente contexto, el término distribución de tamaño de partícula "multimodal" incluye tanto el caso en el que un mismo polímero tiene una distribución de tamaño de partícula que presenta varios picos, como el caso en el que dos polímeros tienen distribuciones de tamaño de partícula, cuyos picos difieren entre sí. En este concepto también se incluye una distribución amplia de un pico.

En una modalidad, el tamaño de partícula de la dispersión de polímero tiene un índice de polidispersidad mayor que 1,5, especialmente mayor que 2.

El polímero usado en la dispersión comprende más adecuadamente grupos reactivos, tales como grupos de ácido carboxílico o, generalmente, funcionalidad de ácido acrílico o grupos vinilo, tales como ésteres de vinilo, lo que permite que el recubrimiento generado se adhiera a diferentes superficies de sustrato. Cuando se elige un polímero o polímeros apropiados, es posible afectar las propiedades del recubrimiento y adaptar el recubrimiento para adaptarse a diferentes aplicaciones. Por tanto, la elección de los polímeros afecta, por ejemplo, la interacción entre los polímeros en la dispersión, la formación de la estructura reticulada y la formación de enlaces con otros elementos añadidos, cuando el recubrimiento se seca o endurece o cuando se produce la formación de la película.

La elección del polímero también determina otras propiedades deseadas del recubrimiento generado, tales como la resistencia a la intemperie, la impermeabilidad al agua, la resistencia química y la elasticidad.

Típicamente, el recubrimiento o película generada a partir de la composición de acuerdo con la presente invención es altamente resistente a la intemperie y químicamente resistente e inerte.

De acuerdo con una modalidad, se usa un polímero que puede dispersarse en la fase acuosa. Al menos uno de los polímeros en dispersión es un polímero de acrilato. Más adecuadamente, la dispersión comprende al menos dos polímeros de diferente tamaño promedio de partícula, que son polímeros de acrilato.

En este contexto, "polímero de acrilato" se refiere a polímeros y copolímeros preparados a partir de ácido acrílico o sus ésteres. Por tanto, aquí los "polímeros de acrilato" también incluyen copolímeros de acrilato. Los polímeros de acrilato tienen una temperatura de transición vítrea baja, típicamente a un máximo de 6 °C, especialmente aproximadamente de -36 °C a ± 0 °C, y tienen buenas propiedades de adhesión.

En una modalidad, el polímero de acrilato o copolímero de acrilato comprende una o, de forma correspondiente, más de las unidades de acuerdo con la Fórmula I

donde

R1 y R2

independientemente entre sí, representan hidrógeno, alquilo, arilo y alcarilo inferior, lineal o ramificado, que está sustituido opcionalmente, y

n es un número entero de 10 a 10000, típicamente aproximadamente de 100 a 2500.

El monómero ácido del polímero de acrilato es típicamente ácido acrílico o ácido metacrílico y, además, los comonómeros usados pueden ser acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de metilo y estireno o sus mezclas. Además, pueden usarse ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico y sus mezclas.

Mediante el uso de los sustituyentes alternativos de la Fórmula I, es posible afectar la formación de la dispersión de polímero, la hidrofilicidad o, de forma correspondiente, la hidrofobicidad, la temperatura de transición vítrea del polímero y las interacciones químicas, cuando se añaden otros componentes, tales como compuestos metálicos.

El ejemplo del derivado de arilo incluye fenilo y de los alcarilo estireno.

Los ejemplos de polímeros de acrilato adecuados incluyen polimetil acrilato y copolímero de estireno-acrílico y mezclas de los mismos.

El polímero también puede ser polivinilpirrolidona, acetato de polivinilo o alcohol polivinílico, más adecuadamente mezclado con un polímero de acrilato. La relación de masa del polímero acrílico y uno o más de otros polímeros es más adecuadamente 10:90-99:1, especialmente 20:80-95:5. También son posibles diferentes copolímeros.

El polímero de dispersión actúa como la matriz elástica del recubrimiento o película generada, cuya matriz se genera cuando el polímero se reticula, lo que se logra cuando la fase líquida entre las partículas se evapora o el agua se elimina de la dispersión (por ejemplo, el agua puede absorberse en el sustrato). En este caso, el componente polimérico de la dispersión forma, a través del evento de formación de película, una capa, más adecuadamente una capa uniforme.

Los polímeros incluidos en la dispersión pueden diferir entre sí, con respecto al tamaño de partícula de las partículas de polímero dispersas. En una modalidad más preferida, se usan dos o más polímeros en la dispersión, al menos uno de los cuales tiene un tamaño de partícula sustancialmente mayor que el otro o los otros.

En una modalidad, el primer polímero, que tiene un tamaño de partícula mayor que el tamaño de partícula del otro polímero, actúa preferentemente como matriz de la capa de polímero, tal como un recubrimiento o película, y refuerza las propiedades de resistencia del recubrimiento. El otro polímero que tiene un tamaño de partícula menor que el tamaño de partícula del primer polímero densificará, a su vez, la estructura de la capa de polímero al llenar los espacios vacíos entre las partículas más grandes. También forma la película más rápido que el polímero que tiene un tamaño de partícula mayor. La distribución de tamaño de partícula del polímero también puede afectar, por tanto, a la velocidad de formación del recubrimiento. Debido a que diferentes polímeros tienen diferentes propiedades de adhesión, la elección del polímero puede afectar el intervalo de aplicación del producto generado por el método. La elección de los polímeros también permite ajustar la hidrofilicidad e hidrofobicidad del producto para diversas aplicaciones.

Típicamente, la relación entre el tamaño promedio de partícula de las partículas del primer polímero y, de forma correspondiente, el otro polímero o de los otros polímeros incluidos en la dispersión, es de al menos 1,25:1, especialmente al menos 1,5:1, y más adecuadamente aproximadamente 2:1-100:1, típicamente aproximadamente 2,5:1-10:1.

En una modalidad, el primer polímero de mayor tamaño tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0,25-1 |_im, y el otro polímero de menor tamaño tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0,01-0,2 l_im.

En una modalidad, el primer polímero comprende un polímero de acrilato, especialmente un copolímero de acrilato que tiene un tamaño de partícula de polímero de aproximadamente 500±50 nm, y el otro polímero comprende un polímero de acrilato, especialmente un copolímero de acrilato que tiene un tamaño de partícula de polímero de aproximadamente 100±10 nm.

Las relaciones en peso en la mezcla entre las fracciones molares del primero y, de forma correspondiente, del otro polímero u otros polímeros pueden ser, por ejemplo, 1:100-100:1, más adecuadamente aproximadamente 1:20-20:1, por ejemplo 1:5-5:1.

Por "tamaño de partícula de polímero" se entiende un tamaño promedio de partícula que puede determinarse, por ejemplo, mediante microscopio óptico o electrónico, basado en la dispersión de la luz, tal como la dispersión de la luz láser de múltiples ángulos (MALLS) o mediante el uso de un dispositivo que funcione de acuerdo con el principio de Coulter.

En una modalidad, la dispersión comprende una mezcla que se forma al mezclar entre sí dos dispersiones de polímeros, cuyos polímeros tienen diferentes tamaños promedio de partícula.

En una modalidad, el polímero o los polímeros son polímeros de acrilato, que pueden usarse o que se usan como dispersiones, cuyo contenido de materia seca es al menos 30 % en peso o al menos 35 % en peso. Típicamente, las dispersiones de polímeros de acrilato usadas tienen un contenido de materia seca de como máximo aproximadamente 85 % en peso.

En una modalidad, el primer polímero puede usarse o se usa como una dispersión, cuyo contenido de materia seca es aproximadamente 50-70 % en peso, por ejemplo, aproximadamente 55-65 % en peso.

En una modalidad, el otro polímero puede usarse o se usa como una dispersión, cuyo contenido de materia seca es aproximadamente 30-50 % en peso, por ejemplo, aproximadamente 35-45 % en peso.

En una modalidad, se usan dispersiones de polímeros alcalinos. Tales dispersiones de polímeros están típicamente estabilizadas aniónicamente. En esta modalidad, el valor de pH de las dispersiones de polímeros es más alto que, por ejemplo, aproximadamente 7, especialmente más alto que aproximadamente 8, más adecuadamente más alto que aproximadamente 9. Sin embargo, el valor de pH de las dispersiones de polímeros es típicamente inferior a aproximadamente 14.

En una modalidad, se usan dispersiones de polímeros ácidas. Tales dispersiones de polímeros están típicamente estabilizadas catiónicamente. En esta modalidad, el valor de pH de las dispersiones de polímeros es, por ejemplo, inferior a aproximadamente 7, especialmente inferior a aproximadamente 6,5, más adecuadamente inferior a aproximadamente 6. Sin embargo, el valor de pH de las dispersiones de polímeros es típicamente superior a aproximadamente 1.

En una modalidad, donde se usan dos o más dispersiones de material inicial-polímero que se mezclan entre sí para preparar la dispersión de polímero, ambas o todas las dispersiones de material inicial-polímero están estabilizadas aniónica o catiónicamente.

Agente tensioactivo

El agente tensioactivo, es decir, el dispersante, es capaz de mantener el polímero disperso en la fase líquida durante la preparación y el almacenamiento de la composición.

Tal dispersante es típicamente un agente tensioactivo monomérico o polimérico. Las dispersiones de polímeros están generalmente estabilizadas aniónicamente pero también pueden estabilizarse catiónicamente.

Los ejemplos de agentes tensioactivos incluyen laurilsulfato de sodio y ácido alquilbenceno sulfónico o sulfonato, tal como dodecildifenilóxido disulfonato de sodio.

La cantidad de agente tensioactivo es generalmente aproximadamente 0,01-5 % de la cantidad de polímero.

En una modalidad, el agente tensioactivo no se añade por separado a la dispersión de polímero, sino que se usan una o más dispersiones de polímeros como material inicial para la preparación de la dispersión, en donde el polímero o los polímeros se dispersan con un emulsionante, es decir, un agente tensioactivo, en un medio tal como el agua. En este caso, este medio también forma el medio de dispersión de la dispersión a preparar.

Agregado

En el presente contexto, "agregado" significa una sustancia que se añade en forma sólida y preferentemente finamente dividida, por ejemplo, como polvo, gránulos o partículas, en una solución de polímero. El agregado puede ser parcial o completamente soluble en la fase líquida, es decir, la fase acuosa, pero la mayor parte del agregado también puede estar en forma sólida en la dispersión.

El agregado es generalmente una sustancia inorgánica, más adecuadamente un compuesto de óxido o un compuesto de sulfato, tal como un óxido o sulfato metálico o semimetálico, o una de sus mezclas. Los metales incluyen aluminio, galio y estaño, y metales de transición tales como hierro, cobre, zinc, cromo, vanadio, níquel, titanio y circonio. Los semimetales incluyen silicio, germanio y antimonio.

También es posible usar los correspondientes compuestos de hidróxido que son insolubles o poco solubles en agua. De acuerdo con una modalidad, al menos algunas de las partículas de agregado tienen un tamaño promedio de 0,01-0,2 |_im, especialmente aproximadamente 0,02-0,15 |_im. Más adecuadamente, al menos el 1 % en peso, especialmente aproximadamente el 2,5-50 % en peso del agregado, consiste en tales partículas.

De acuerdo con una modalidad, al menos algunas de las partículas de agregado tienen un tamaño promedio de 0,2­ 7,5 |_im, especialmente aproximadamente 0,5-5 |_im, por ejemplo 1-3 |_im. Más adecuadamente, al menos el 1 % en peso, especialmente aproximadamente el 2,5-50 % en peso del agregado, consiste en tales partículas.

De acuerdo con una modalidad, el agregado comprende un porcentaje de partículas, cuyo tamaño promedio de partícula es de 0,025-1 |_im, especialmente aproximadamente 0,1-0,75 |_im. El porcentaje de tales partículas del agregado es generalmente al menos 50 % en peso, especialmente aproximadamente 60-99 % en peso.

En una modalidad, la cantidad de agregado que se incorpora a la composición es aproximadamente de 1-25 % en peso, especialmente aproximadamente de 5-20 % en peso, por ejemplo, aproximadamente de 7,5-16 % en peso, calculado a partir de la materia seca.

La elección del tamaño de partícula puede afectar la permeabilidad a gases, es decir, la transpirabilidad de la capa de polímero que se forma a partir de la dispersión. Una mayor cantidad de poros que se generan entre partículas más grandes cuando el material se seca hace que la capa sea más transpirable.

El agregado puede disolverse parcialmente en la fase líquida de la dispersión, pero durante el proceso de precipitación el agregado típicamente vuelve a un estado sólido insoluble. El estado del agregado puede verse afectado, por ejemplo, al cambiar el valor de pH o la presión durante el proceso.

De acuerdo con la presente invención, la dispersión comprende uno o más agregados. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el agregado contenido en la dispersión comprende uno o más compuestos de hierro o aluminio o sus combinaciones.

De acuerdo con una modalidad más preferida, el agregado comprende una mezcla de compuestos de hierro y aluminio. Preferentemente, tanto los compuestos de hierro como los de aluminio son óxidos o el compuesto de hierro es óxido de hierro y el compuesto de aluminio es hidróxido de aluminio.

De acuerdo con una modalidad, el tamaño promedio de partícula de las partículas de compuesto de hierro contenidas en el agregado está en el intervalo de 0,025-1 |_im, preferentemente en el intervalo de 0,1-0,5 |_im, con mayor preferencia en el intervalo de 0,15-0,3 |_im, por ejemplo 0,2 |_im.

Preferentemente, el porcentaje de partículas de compuesto de hierro en el agregado es 50-99 % en peso, con mayor preferencia 75-98 % en peso.

De acuerdo con una modalidad, el tamaño promedio de partícula de las partículas de compuesto de aluminio contenidas en el agregado está en el intervalo de 0,01-0,2 |_im, preferentemente en el intervalo de 0,02-0,1 |_im, por ejemplo 0,06 |_im.

De acuerdo con otra modalidad, el tamaño promedio de partícula de las partículas de compuesto de aluminio contenidas en el agregado está en el intervalo de 0,2-7,5 |_im, preferentemente en el intervalo de 0,5-5 |_im, por ejemplo, de 1-3 |_im.

Preferentemente, el porcentaje de partículas de compuesto de aluminio en el agregado es 1-50 % en peso, con mayor preferencia 2-25 % en peso.

De acuerdo con una modalidad, la relación en peso de compuestos de hierro y aluminio en partículas en el agregado está en el intervalo de 1:99-1:1, por ejemplo 1:50-1:2, preferentemente en el intervalo de 1:9-1:3.

El compuesto de hierro puede ser, por ejemplo, óxido ferroso, férrico o de hierro (II, III). Estos, en particular los mencionados en último lugar, proporcionan propiedades de adhesión al polímero a precipitar de la dispersión.

El compuesto de aluminio puede ser, por ejemplo, óxido de aluminio o hidróxido de aluminio, tal como hidróxido de aluminio precipitado.

En una modalidad, la finalidad del agregado es, después de la adición del coagulador y en estado insoluble en agua, ya sea como tal o después de disolverse y volver a precipitar, actuar como una superficie adhesiva interna entre los polímeros que se han coagulado a un estado insoluble, lo que aumenta de esta manera la resistencia y la elasticidad del producto terminado.

En una modalidad, las partículas de agregado sólido contenidas en la dispersión actúan como núcleos de precipitación de la dispersión, en cuyo núcleo precipitan las partículas de polímero cuando el agente tensioactivo deja de tener efecto, y/o se evapora la fase líquida entre las partículas.

En una modalidad, el agregado sólido actúa en la estructura como una superficie de adhesión interna al llenar los "volúmenes" entre las partículas de polímero, que actúa de esta manera en el recubrimiento terminado para inhibir cualquier agrietamiento resultante de la contracción, porque forma una estructura de soporte interno tridimensional que reduce los cambios en el volumen del recubrimiento terminado. De esta forma, el agregado puede actuar como inhibidor del agrietamiento resultante de la contracción. Al mismo tiempo, en la presente modalidad, el agregado actúa como densificador y potenciador de la resistencia del producto.

En una modalidad, se ha encontrado que, al aumentar la densidad de la película formada por la dispersión, puede ralentizarse la descomposición de las superficies de hormigón a recubrir. En particular, el recubrimiento permite ralentizar la carbonatación del hormigón. También es posible evitar o al menos ralentizar dicha pérdida de resistencia del hormigón, que es provocada por el aumento de la porosidad del hormigón, que es provocada, por ejemplo, por el lavado de los componentes solubles en agua del hormigón.

En una modalidad, se usa un agregado que se disuelve al menos parcialmente en la fase líquida de la dispersión. En este caso, la parte disuelta del agregado puede actuar como acelerador en la reacción de precipitación de las partículas de polímero y como una franja de las partículas de polímero. Esto es relevante para la interacción entre las partículas de polímero y las partículas de agregado.

El agregado generalmente mejora las propiedades del producto del recubrimiento o película formada por la dispersión, por ejemplo, al ralentizar la corrosión de las estructuras y superficies a proteger por el recubrimiento o película, y la descomposición de las superficies de hormigón.

En una modalidad, la reacción entre la parte disuelta del agregado y el agente tensioactivo también puede evitar la redisolución del agente tensioactivo o de los agentes tensioactivos de la dispersión, después del evento de precipitación.

En una modalidad, el agregado comprende compuestos de hierro o compuestos de aluminio o sus mezclas; típicamente, la parte disuelta del agregado comprende iones de hierro o aluminio cargados positivamente o sus mezclas. Especialmente la parte disuelta comprende iones Fe2+, Fe3+ o Al3+ o sus mezclas.

En una modalidad, se usa óxido de hierro (Fe³O⁴ ) como agregado. Esto ralentiza, por ejemplo, la corrosión de una superficie de acero a proteger mediante un recubrimiento o película a formar de una dispersión.

En una modalidad, la parte disuelta del agregado puede formar enlaces secundarios con puntos que tienen cargas opuestas de los dipolos de las partículas de polímero, mediante el uso de fuerzas electrostáticas.

Al elegir el agregado o los agregados, es posible afectar apropiadamente las propiedades de la dispersión, su velocidad de precipitación y las propiedades del recubrimiento generado.

Coagulador

Para favorecer la formación de una película se usa un coagulador, es decir, un "precipitante", que proporciona una estructura reticulada de forma controlada. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se forma una película de la dispersión al eliminar la humedad, es decir, al dejar que la dispersión, que se esparce para formar una capa, se seque

El coagulador y el agente tensioactivo interactúan de tal manera que la evaporación de la fase líquida de la dispersión, mientras se seca el recubrimiento, conduce a una situación en la que el agente tensioactivo ya no es capaz de mantener las partículas de polímero de la dispersión separadas, por medio de fuerzas eléctricas de repulsión, y las partículas de polímero se reticulan y forman una estructura sólida en la que la matriz de polímero incluye partículas de agregado y partículas coagulantes.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se evita la solidificación de la dispersión y la reticulación del polímero mediante el uso del componente hidrofóbico contenido en el coagulador, hasta que la fase líquida de la dispersión, preferentemente agua, se haya evaporado o, de forma correspondiente, absorbido en los materiales de la superficie que delimitan la superficie sólida a recubrir, hasta tal punto que el componente hidrofóbico ya no puede evitar la precipitación.

En una modalidad de la presente invención, el componente hidrofóbico del coagulador evita la formación de una estructura reticulada a partir de la dispersión, hasta que la dispersión se lleva a una presión tal que el componente hidrofóbico ya no puede evitar la reticulación. Esto puede lograrse, por ejemplo, al pulverizar la dispersión con pulverización a alta presión.

Al pulverizar mediante el uso de una presión más alta, el tamaño de gota de la pulverización disminuye y aumenta el contacto con el aire, lo que promueve la eliminación de agua.

En el método de acuerdo con la presente invención, se usa un coagulador o una mezcla de varios coaguladores en la dispersión. En particular, se usa un coagulador sólido finamente dividido o una mezcla de dos o más coaguladores sólidos finamente divididos.

De acuerdo con una modalidad, el coagulador es un material que comprende dióxido de silicio tal como dióxido de silicio vaporizado (sílice de pirólisis). El dióxido de silicio puede usarse en forma hidrofílica, en forma hidrofóbica y como una de sus mezclas.

De acuerdo con una modalidad, un coagulador tal como dióxido de silicio está en forma hidrofóbica (en lo sucesivo también denominada "parte hidrofóbica"). En tal forma, los grupos hidroxilo de la superficie del dióxido de silicio se reemplazan por grupos hidrocarbonados. Un ejemplo de componente hidrofóbico es el dióxido de silicio vaporizado, que se trata con dimetil diclorosilano.

La parte hidrofóbica está, por ejemplo, en forma coloidal.

La parte hidrofóbica puede usarse para reducir o evitar completamente la reticulación del polímero en la dispersión y para mejorar la adhesión entre las partículas de agregado y las partículas del polímero en dispersión durante y después de la reticulación.

La parte hidrofóbica también puede usarse para ajustar la velocidad de reticulación, porque la parte hidrofóbica del coagulador puede usarse para mantener separados los componentes implicados en la reacción de reticulación, hasta que se haya evaporado la cantidad requerida de fase líquida de la dispersión o la presión de la dispersión ha cambiado, lo que desencadena el proceso de reticulación.

El dióxido de silicio hidrofóbico contribuye a que el agregado permanezca disperso.

El dióxido de silicio hidrofílico también puede vaporizarse como dióxido de silicio. El dióxido de silicio hidrofílico comprende grupos hidroxilo en su superficie y típicamente absorbe agua. El dióxido de silicio hidrofílico también afecta el valor de pH de la composición.

La relación en peso del dióxido de silicio hidrofóbico y, de forma correspondiente, hidrofílico es generalmente 25:1-1:25, especialmente aproximadamente 10:1-1:10, por ejemplo, aproximadamente 1:8.

La cantidad total de dióxido de silicio hidrofílico e hidrofóbico, como agente de precipitación, es aproximadamente de 1 -6 % en peso de la materia seca.

El coagulador, tal como el dióxido de silicio, típicamente se divide finamente. En una modalidad, al menos un coagulador tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 5-100 nm, más adecuadamente 10-25 nm. La cantidad de coagulador es típicamente de aproximadamente 0,01-10 % en peso, por ejemplo de 0,1-7,5 % en peso, normalmente de 1-5 % en peso, de la materia seca.

El coagulador reduce el goteo del recubrimiento o película generada, mediante el uso de reticulación tixotrópica. Esta propiedad permite que el método de acuerdo con la presente invención se use también para recubrir superficies verticales u orientadas hacia abajo, tales como las superficies interiores de los tejados. Además, el coagulador típicamente aumenta la resistencia en húmedo del recubrimiento o película generada.

La hidrofobicidad del coagulador también permite ajustar la velocidad de secado del recubrimiento o película generada. Cuanto más componentes hidrofóbicos comprenda el coagulador, más rápido se secarán el recubrimiento y la membrana. La hidrofobicidad del coagulador también permite controlar el tamaño de los poros del recubrimiento y la película. El tamaño de poro del recubrimiento y la película determina la "transpirabilidad" del recubrimiento, es decir, la sustancia que comprende el componente hidrofóbico evita que la humedad penetre en el recubrimiento o película y, a su vez, en el material a recubrir, mientras que al mismo tiempo tiende a eliminar la posible humedad del material a recubrir, sobre la superficie del recubrimiento o película, al repeler la humedad.

En una modalidad, el componente hidrofóbico evita la solidificación de la dispersión, hasta que la dispersión se lleva a una presión tal que el componente hidrofóbico ya no puede evitar la reticulación del polímero.

La coagulación de la dispersión se evita, por ejemplo, mediante el componente hidrofóbico contenido en la dispersión, hasta que la fase líquida de la dispersión, preferentemente agua, se haya evaporado y/o absorbido en los materiales de la superficie que delimitan la superficie sólida a recubrir hasta tal punto que el componente hidrofóbico ya no puede evitar la reticulación.

El control de la coagulación y también la propiedad de no goteo del recubrimiento también puede llevarse a cabo con diversos ácidos, tales como ácido oxálico, ácido acético o ácido cítrico y diversos otros agentes tixotrópicos. Sus cantidades son aproximadamente de 0,1-10 % en peso de la materia seca. Estos materiales pueden usarse en lugar o en combinación con el dióxido de silicio.

Otros aditivos

La dispersión usada en el método de acuerdo con la presente invención también puede comprender diferentes aditivos.

El control de la coagulación y también la propiedad de no goteo de la capa de polímero también puede llevarse a cabo con diversos ácidos, tales como ácido oxálico, ácido acético o ácido cítrico y otros agentes tixotrópicos diversos.

Los aditivos útiles son, entre otros, diversas microesferas como relleno y/o regulador de la rigidez.

Otros rellenos incluyen, por ejemplo, hidróxido de aluminio, silicato de aluminio, caolín, talco y otros materiales a base de silicato de magnesio y aluminio, silicato de calcio, carbonato de calcio, carbonato de zinc, sulfato de calcio, sulfato de bario, carbonato de magnesio, dióxido de silicio tal como tierra de diatomeas, que pueden ser minerales, precipitados o pirogénicos, dióxido de titanio, óxido de zinc, corcho molido y diversas fibras fibrosas de relleno y refuerzo. Los ejemplos de las últimas mencionadas incluyen fibras poliméricas, tales como fibras de polipropileno y poliamida, así como también fibras naturales tales como fibras de celulosa, lignocelulosa y pulpa de celulosa.

La roca triturada y el polvo generado a partir de material rocoso, así como también arena natural, también pueden usarse como rellenos

La dispersión también puede comprender diversos colorantes. Los colorantes incluyen negro de carbón, carbonato de calcio, dióxido de titanio, sulfato de bario, óxido de zinc, sulfuro de antimonio y cadmio, óxidos de hierro, óxidos de cromo, titanato de níquel y diversos pigmentos orgánicos.

La cantidad de aditivos es generalmente aproximadamente de 0,1-80 % del contenido de materia sólida de la dispersión. En particular, la cantidad de rellenos potenciales es aproximadamente de 1-75 % del contenido de materia sólida de la dispersión.

Preparación de la composición

Las composiciones descritas anteriormente se preparan mediante la adición, mientras se agita, del agregado a una dispersión de polímero, en la que el polímero se dispersa en un medio adecuado, tal como el agua. La adición puede realizarse a temperatura ambiente.

La dispersión de polímero puede generarse al mezclar entre sí la dispersión formada por el primer polímero disperso y la dispersión formada por el segundo polímero disperso, en cuyo caso el primero y, de forma correspondiente, el segundo polímero disperso tiene tamaños promedio de partícula que difieren entre sí.

Más adecuadamente el agregado a añadir es uno o más compuestos de hierro o aluminio, o una mezcla de uno o más compuestos de hierro y uno o más compuestos de aluminio.

La dispersión de polímero puede ser una dispersión formada por un polímero, o puede formarse al mezclar dos o más dispersiones de polímeros, cuyos polímeros tienen diferentes tamaños promedio de partícula.

Más adecuadamente, el agente tensioactivo no se añade por separado, sino que el material inicial usado es una dispersión de polímero, en la que el polímero se dispersa con un agente tensioactivo, en particular en la fase acuosa. Sin embargo, es posible introducir agentes tensioactivos adicionales en la dispersión.

Generalmente, la cantidad de agente tensioactivo es aproximadamente 0,1-5 % de la materia seca de la dispersión. Después de la adición del agregado, también se añaden el coagulador o coaguladores, mientras se mezclan enérgicamente, a la dispersión así generada.

Al homogeneizar la mezcla generada, se logra una dispersión estable (que no sedimenta).

El valor de pH de la composición se mantiene, durante la adición del agregado y el coagulador, por encima o, de forma correspondiente, por debajo del valor límite del pH, al que el agregado de polímero comienza a solidificarse a partir de la dispersión. El valor de pH se determina de acuerdo con la emulsión del polímero; los polímeros usados en el método están estabilizados aniónica o catiónicamente, como se indicó anteriormente.

De acuerdo con una modalidad, el valor de pH de la dispersión se mantiene, mientras se añaden las partículas de óxido metálico y el coagulador, en un valor que es superior a 7, cuando los polímeros están estabilizados aniónicamente.

De acuerdo con otra modalidad, el valor de pH de la dispersión se mantiene, mientras se añaden las partículas de óxido metálico y el precipitante, a un valor inferior a 6,5, momento en el que los polímeros se estabilizan catiónicamente.

La presente dispersión de polímero comprende, por 100 partes en peso de material disperso (es decir, 100 partes en peso de la materia seca de la dispersión):

- 70-90 partes en peso de polímero acrílico,

- 5-15 partes en peso de partículas de agregado, y

- 0,1-5 partes en peso del coagulador o coaguladores.

Además, la dispersión comprende líquido como medio de dispersión, tal como agua, cuya cantidad se determina de acuerdo con el contenido de materia seca.

La dispersión de polímero de acuerdo con la presente invención es muy duradera. Típicamente, su tiempo de almacenamiento es de al menos 10 horas, en particular al menos 24 horas, más adecuadamente al menos 7 días, preferentemente al menos 30 días, por ejemplo 1,5-24 meses.

Formación del producto polimérico

La presente dispersión de polímero proporciona productos poliméricos, tales como capas de polímeros, por ejemplo en forma de películas o recubrimientos, como se describe con más detalle a continuación.

Generalmente, para preparar el producto polimérico, el polímero que se dispersa en la dispersión de polímero se solidifica a partir de la dispersión, en cuyo caso se somete, por ejemplo, a la formación de una película, para producir una capa de polímero.

La reticulación del polímero puede lograrse al eliminar el efecto dispersante del agente o agentes tensioactivos. El polímero puede reticularse al eliminar el agua de la dispersión de polímero o dirigir la presión sobre la dispersión de polímero. Por ejemplo, la eliminación del agua o la dirección de la presión se realiza al aplicar la dispersión como una capa, ya sea sin presión o pulverizar la dispersión a presión contra el sustrato.

La reticulación también puede generarse al cambiar activamente el valor de pH de la dispersión. Un ejemplo de esto es una solución en la que el valor de pH de la dispersión se convierte en neutro.

Formación del recubrimiento

Como se describió anteriormente, en una modalidad preferida, se forma un recubrimiento a partir de la presente dispersión de polímero, sobre un sustrato adecuado.

Si la mezcla de dispersión de polímero se aplica mediante pulverización a alta presión, el método comprende preferentemente al menos las siguientes etapas:

a) formar, en particular, una mezcla de dispersión de polímero acuosa de al menos dos dispersiones de polímeros que tienen diferentes tamaños de partícula,

b) añadir una mezcla de materia sólida a la mezcla de dispersión de polímero formada en la etapa a), cuya mezcla comprende uno o más compuestos de hierro o aluminio o una de sus mezclas, y una o más sustancias precipitantes (coagulador),

c) homogeneizar la dispersión de polímero mediante agitación, para obtener el líquido de recubrimiento, y

d) aplicar el líquido de recubrimiento generado en la etapa b) sobre el sustrato.

El producto puede aplicarse sobre un sustrato sólido, textil o una malla, mediante pulverización a alta presión.

La formación de un recubrimiento mediante pulverización a alta presión ofrece muchos beneficios. La pulverización facilita el tratamiento de grandes superficies con relativa rapidez. Además, el tratamiento de superficies orientadas hacia abajo o verticales es relativamente fácil.

Típicamente, cuando se pulveriza el líquido de recubrimiento, se lleva a una presión de 100 a 600 bar, preferentemente de 200 a 500 bar.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la dispersión se aplica sobre la superficie, textil o malla a recubrir, con brocha. Esta modalidad comprende más adecuadamente al menos las siguientes etapas:

a) formar una mezcla de dispersión de polímero acuosa de al menos dos dispersiones de polímeros que tienen diferentes tamaños de partícula,

b) añadir una mezcla de materia sólida a la mezcla de dispersión de polímero formada en la etapa a), cuya mezcla comprende uno o más compuestos de hierro o aluminio o una de sus mezclas, y uno o más agentes precipitantes (coagulador), y

c) aplicar con brocha el líquido de recubrimiento generado en la etapa b) sobre la superficie a recubrir. Este método de aplicación es particularmente adecuado para tratar y recubrir áreas superficiales más pequeñas. Las dispersiones de polímeros de los ejemplos que se describen a continuación están dispersas aniónicamente, pero también pueden estar dispersas catiónicamente, en cuyo caso la neutralización se realiza mediante una base, respectivamente.

Durante o después de la aplicación, el polímero disperso se precipita de la dispersión para formar el recubrimiento mediante la formación de una película. El agente coagulante que se usa para la reticulación de la dispersión genera una precipitación controlada de la dispersión. En este caso, la formación de la película tiene lugar, por ejemplo, cuando sale el agua o, especialmente en el caso de la pulverización a alta presión, bajo presión.

El recubrimiento generado por el método de acuerdo con la presente invención es elástico, extensible y flexible y no se desprende ni se agrieta.

El grosor del recubrimiento es generalmente de aproximadamente 0,1 a 50 mm, especialmente de aproximadamente 0,5 a 25 mm.

Ejemplos

Ejemplo 1

Se prepararon cuatro composiciones mediante el uso del método descrito anteriormente.

En el método, para empezar, se mezcló una primera dispersión de copolímero de acrilato alcalino que tenía un tamaño de partícula de polímero de aproximadamente 500 nm y un contenido de materia seca de aproximadamente 60 % en peso (dispersión I) con una segunda dispersión de copolímero de acrílico alcalino que tenía un tamaño de partícula de polímero de aproximadamente 100 nm y un contenido de materia seca de aproximadamente 40 % en peso (dispersión II).

Después de eso, se añadieron gradualmente óxido de hierro que contenía hierro (II) finamente dividido y óxido de aluminio mientras se agitaba enérgicamente. Finalmente, se añadieron dióxido de silicio vaporizado hidrofílico y dióxido de silicio vaporizado hidrofóbico en forma de polvo y, si fuera necesario, también la cantidad de agua necesaria para alcanzar el nivel deseado de materia seca, tras lo cual se homogeneizó la dispersión así obtenida. Las Tablas 1-4 muestran los porcentajes de las sustancias de cuatro composiciones diferentes. En los ejemplos, se usan dispersiones mixtas de acrilato, que corresponden a las dispersiones I y II mencionadas anteriormente, dióxido de silicio hidrofóbico con un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 20 nm, dióxido de silicio hidrofílico con un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 10 nm y óxido de hierro (II, III) que tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 200 nm e hidróxido de aluminio, que tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 1,7 |_im.

Tabla 1

Polímero 1 64,4 %

Polímero 2 23,9 %

Óxido de hierro 10,6 %

Dióxido de silicio hidrofóbico 1,1 %

Contenido de materia seca 60,8 %

Tabla 2

Polímero 1 62,8 %

Polímero 2 15,5 %

Óxido de hierro 19,2 %

Dióxido de silicio hidrofóbico 2,5 %

Contenido de materia seca 66,2 %

Tabla 3

Polímero 1 70,9 %

Polímero 2 15,6 %

Óxido de hierro 11,2 %

Hidróxido de aluminio 0,4 %

Dióxido de silicio hidrofóbico 0,5 %

Dióxido de silicio hidrofílico 1,4 %

Contenido de materia seca 62,9 %

Tabla 4

Polímero 1 67,8 %

Polímero 2 17,0 %

Óxido de hierro 10,2 %

Hidróxido de aluminio 2,1 %

Dióxido de silicio hidrofóbico 0,5 %

Dióxido de silicio hidrofílico 2,5 %

Contenido de materia seca 62,8 %

Ejemplo 2

Las composiciones 3 y 4 de acuerdo con el Ejemplo 1 se aplicaron con brocha a placas de yeso de 13 mm de grosor, cuyo tamaño era 500 mm x 600 mm y, de forma correspondiente, sobre losas de hormigón, cuyo tamaño era 300 mm x 300 mm. La superficie de las losas de hormigón usadas en las pruebas se pulieron con chorro de arena. Las aplicaciones correspondientes se llevaron a cabo mediante la pulverización.

A partir de las muestras se determinaron las propiedades, los métodos de determinación, los resultados de las mediciones; "Márkátilojen vedeneristeiden ja pintajárjestelmien sertifiointiperusteet VTT SERT R003" ("Criterios de certificación para sistemas de impermeabilización y superficies de habitaciones húmedas VTT SERT R003").

De los resultados de la medición se pudo concluir que el producto es impermeable y por tanto actúa como agente impermeabilizante.

La resistencia al vapor de agua Z del producto aplicado a mano fue de 5,8 x 109 (m2 s Pa/kg) con un grosor promedio de capa de 0,6 mm, y de una pulverización mecánica de 5,3 x 109 (m2 s Pa/kg) con un grosor de capa de 0,3 mm. La reticulación de las grietas de la composición aplicada a mano sobre el hormigón se midió a temperatura ambiente en 10,3 mm.

Fue posible afectar las propiedades de elasticidad, dureza y resistencia del recubrimiento generado por cambios en el número de polímeros, la relación entre los diversos polímeros, la composición del agregado y el número de coaguladores.

Aplicabilidad industrial

La presente combinación de polímero-materia sólida tiene propiedades muy interesantes. Por tanto, puede formarse una película y un recubrimiento que tengan buena transpirabilidad y permeabilidad al vapor de agua. Debido a la buena adhesión del recubrimiento o película, también es posible hacer que se adhiera a superficies húmedas o incluso mojadas. El recubrimiento o película también tiene buena elasticidad. Las pruebas de fluencia han demostrado que el material es un elastómero viscoelástico. Por tanto, tanto un recubrimiento como una película se adaptan, por ejemplo, a la superficie de un sustrato irregular.

Como se describió anteriormente, la combinación polímero-materia sólida es adecuada, entre otros, como barrera contra la humedad de las estructuras, la impermeabilización y la reparación de fugas de todo tipo de estructuras. Puede usarse en diversos techos, superficies de balcones, superficies de asfalto; piletas y tanques; zapatas y cimientos; en baños, saunas y otros cuartos húmedos, tanto en la industria como en la construcción, así como también en la construcción de terrenos, carreteras y puentes. Los techos a recubrir pueden tener, por ejemplo, superficies de tableros de fibra recubiertos de fieltro, estaño o cemento.

La mezcla de polímero-materia sólida que se precipita de la dispersión tiene buenas propiedades adhesivas, por lo que también puede usarse para recubrir estructuras horizontales y verticales, incluso las superficies internas de los techos.

La dispersión también puede usarse para recubrir materiales porosos.

Debido a su buena adhesión, la mezcla también es adecuada como adhesivo. La dispersión puede usarse como adhesivo de construcción. Por ejemplo, para proporcionar juntas de material adhesivo flexible entre objetos o estructuras. El recubrimiento generado por el método de acuerdo con la presente invención también es adecuado, de diferentes formas, para unir materiales, cuya expansión térmica es diferente. Con este recubrimiento es posible unir, por ejemplo, metal y madera.

La mezcla de polímero-materia sólida que se precipita de la dispersión tiene buenas propiedades adhesivas, por lo que también puede usarse para recubrir estructuras horizontales y verticales, incluso las superficies internas de los techos.

La dispersión también puede usarse para recubrir materiales porosos.

Debido a sus propiedades adhesivas y flexibilidad, la mezcla también es adecuada como compuesto para juntas; puede usarse para llenar los espacios entre objetos y estructuras. Los ejemplos de estos incluyen la unión de placas que son de cerámica y están hechas de material rocoso. Además, la composición de acuerdo con la presente invención es adecuada para la reticulación, la densificación y el relleno de las juntas de dilatación, grietas o rendijas. La dispersión también es adecuada para la producción de películas poliméricas, por ejemplo películas poliméricas autosoportadas.

En una modalidad, los tejidos o películas que son adecuados para guiar los lixiviados se producen a partir de la presente dispersión. En este caso, los productos textiles o no tejidos pueden recubrirse con una capa de polímero formada por la dispersión, para generar un tejido impermeable al agua. Alternativamente, se genera una película impermeable al agua al formar una película polimérica, en particular una película polimérica autosoportada.

Una mezcla de polímero-materia sólida generada a partir de la dispersión por precipitación tiene una excelente resistencia a la intemperie, por lo que es adecuada tanto para uso en interiores como en exteriores.

La presente invención no está destinada a limitarse únicamente a las modalidades mostradas ejemplificadas anteriormente, sino que, por el contrario, está destinada a interpretarse ampliamente dentro del alcance de protección determinado por las reivindicaciones descritas más abajo.

Las siguientes modalidades representan soluciones preferidas:

1. Un recubrimiento elástico basado en una dispersión de polímero a base de agua, caracterizado porque es una estructura molecular reticulada reforzada que consiste en

a) una dispersión de polímero que tiene una distribución de tamaño de partícula multimodal, b) compuestos metálicos dispersos, y

c) aditivos tales como hidróxido de aluminio o dióxido de silicio.

2. Una dispersión de acuerdo con la Modalidad 1, que forma una película reforzada que se basa en una estructura reticulada, basada en las interacciones químicas entre los componentes a), b) y c) descritos en la reivindicación 1, y en la estructura reticulada así generada.

Publicaciones de referencia

EP 0794018 A2

EP 1544268 A1

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Una dispersión de polímero a base de agua, que comprende

- una parte polimérica, y

- partículas de agregado, que se mezclan con la parte polimérica,

caracterizada porque

- la parte polimérica comprende polímero de acrilato que está en forma de partículas y tiene una distribución de tamaño de partícula multimodal, y

- los agregados están formados por las partículas de un compuesto metálico, en cuyo caso la dispersión de polímero también comprende un coagulador de una mezcla de los componentes anteriores, en donde la dispersión de polímero comprende, de 100 partes en peso de material disperso:

- 70-90 partes en peso de polímero de acrilato,

- 5-15 partes en peso de partículas de agregado, y

- 0,1-5 partes en peso de coagulador que es dióxido de silicio, dióxido de silicio hidrofóbico o una de sus mezclas.

2. La dispersión de polímero de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la dispersión comprende un agente tensioactivo, para dispersar la parte polimérica.

3. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el coagulador o coaguladores comprenden un componente hidrofóbico.

4. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el coagulador comprende dióxido de silicio finamente dividido, con un tamaño promedio de partícula de 5-100 nm, en particular dióxido de silicio vaporizado, preferentemente dióxido de silicio hidrofóbico.

5. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la dispersión comprende al menos dos polímeros de acrilato o un copolímero, que consiste en al menos dos monómeros de acrilato de diferentes tipos.

6. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el agregado o agregados incluidos en la dispersión comprenden un compuesto o compuestos de hierro y/o aluminio, tales como óxido de hierro, óxido de aluminio o hidróxido de aluminio, o una de sus mezclas.

7. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la relación en peso de los compuestos de hierro y los compuestos de aluminio en partículas en el agregado está en el intervalo de 1:99-1:1, por ejemplo 1:50-1:2, preferentemente en el intervalo de 1:9-1:3.

8. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido de materia seca de la dispersión es al menos 55 %, más adecuadamente 60-75 %, calculado a partir del peso de la dispersión, en cuyo caso la dispersión de polímero es adecuada para formar el recubrimiento sobre el sustrato, al aplicar mecánicamente la dispersión.

9. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parte polimérica comprende una mezcla, que está formada por al menos dos dispersiones de polímeros, cuyos polímeros tienen diferentes tamaños promedio de partícula, preferentemente la dispersión comprende, mezclados entre sí, un primer polímero, que tiene un primer tamaño de partícula, y un segundo polímero, que tiene un segundo tamaño de partícula, en cuyo caso la relación entre el primer y el segundo tamaño de partícula es 2:1-25:1, más adecuadamente 3:1-10:1.

10. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la dispersión comprende, mezclados entre sí, un primer polímero, que comprende un polímero de acrilato, en particular un copolímero de acrilato, cuyo tamaño de partícula de polímero es de aproximadamente 500±50 nm, y un segundo polímero de acrilato, en particular un copolímero de acrilato, cuyo tamaño de partícula de polímero es de 100±10 nm.

11. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está al menos esencialmente libre de solventes orgánicos, en particular el medio de dispersión de la dispersión de polímero es agua.

12. Una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende, de 100 partes en peso de material disperso

- 70-90 partes en peso de una mezcla de dos polímeros de acrilato,

- 5-15 partes en peso de partículas de agregado que son óxido de hierro, óxido de aluminio o una de sus mezclas, y

- 0,1-5 partes en peso de coagulador que es dióxido de silicio, dióxido de silicio hidrofóbico o una de sus mezclas,

preferentemente, el índice de polidispersidad del tamaño de partícula de la dispersión de polímero es superior a 2.

13. Un método de preparación de una dispersión de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizado porque

- se genera una dispersión de polímero, que comprende al menos dos polímeros, que se dispersan en agua mediante el uso de un agente tensioactivo, y las partículas de cuyos polímeros tienen diferentes tamaños, y

- se añaden partículas de compuestos metálicos y un coagulador a la dispersión de polímero, mientras se mezcla,

preferentemente, la dispersión de polímero se genera al mezclar entre sí una dispersión formada por el primer polímero y una dispersión formada por el segundo polímero, en cuyo caso los polímeros tienen diferentes tamaños de partícula.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el valor de pH de la dispersión se mantiene, durante la adición de las partículas de compuesto metálico y el coagulador, a un valor de pH, que está fuera del intervalo de pH, donde tienen lugar la solidificación de los polímeros y las partículas de compuesto metálico de la dispersión.

15. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado porque el valor de pH de la dispersión se mantiene, durante la adición de las partículas de compuesto metálico y el coagulador, en un valor superior a 7, momento en el que las dispersiones de polímeros se estabilizan aniónicamente.

16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-15, caracterizado porque el valor de pH de la dispersión se mantiene, durante la adición de las partículas de compuesto metálico y el coagulador, en un valor que es inferior a 6,5, momento en el que las dispersiones de polímero se estabilizan catiónicamente.

17. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-16, caracterizado por añadir a una dispersión, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, 1-75 partes en peso de relleno, por 100 partes en peso de la dispersión, preferentemente la dispersión generada se homogeneiza para formar una dispersión estable.

18. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-17, caracterizado porque las partículas de compuesto metálico son óxido metálico o sulfato metálico.

19. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-18, caracterizado por

- formar una mezcla de dispersiones de polímeros del primer y el segundo polímero, en donde el primer polímero comprende un polímero de acrilato, en particular un copolímero de acrilato, cuyo tamaño de partícula de polímero es 500±50 nm, y el segundo polímero comprende un polímero de acrilato, en particular un copolímero de acrilato, cuyo tamaño de partícula de polímero es 100±10 nm, y

- añadir a la mezcla así obtenida, mientras se mezcla, un compuesto de hierro o aluminio o una de sus mezclas, así como también dióxido de silicio o dióxido de silicio hidrofóbico, o una de sus mezclas.