ES2921229T3 - Microcápsulas - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con las microcápsulas que comprenden un núcleo dentro de una cubierta polimérica, en la que la cubierta polimérica comprende un copolímero formado de 50 a 99.9%, en peso de la cubierta polimérica, de un primer monómero de la cubierta que es etilénicamente insaturado y que tiene más de uno de uno doble enlace etilénico; 0.01 al 50%, en peso de la cubierta polimérica, de un segundo monómero de concha que es etilenicamente insaturado y que tiene un doble enlace etilénico; y opcionalmente, 0 a 30%, por peso de la cubierta polimérica, de uno o más otros monómeros de concha. El núcleo de las microcápsulas comprende una sustancia activa, particularmente un material de cambio de fase (PCM). La carcasa polimérica forma menos del 8WT% del peso total de las microcápsulas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Microcápsulas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a microcápsulas, una dispersión, polvo o producto que comprende las microcápsulas y un proceso para formar las microcápsulas.

Antecedentes

Se conocen sistemas de microencapsulación para encapsular sustancias activas. El proceso de encapsulación da como resultado una microcápsula que comprende un núcleo de sustancia activa rodeado por una cubierta de polímero. A menudo, la sustancia activa es hidrófoba, lo que permite polimerizar la cubierta alrededor de partículas (por ejemplo, gotitas) de la sustancia hidrófoba que se dispersan y/o emulsionan en medio acuoso y/o disolvente.

En la bibliografía se han propuesto diversos métodos para fabricar microcápsulas de núcleo y cubierta. Por ejemplo, se sabe cómo encapsular una sustancia de núcleo hidrófoba dispersando la sustancia de núcleo en un medio acuoso que contiene un precondensado de melamina formaldehído y luego reduciendo el pH dando como resultado una microcápsula que comprende una pared de cubierta de resina de aminoplasto que rodea la sustancia de núcleo. También se conoce la encapsulación de sustancias activas utilizando monómeros acrílicos. Los ejemplos de encapsulación de monómero acrílico incluyen los siguientes:

el documento WO-A-99/24525 describe microcápsulas con un núcleo de hidrocarburo alcano (por ejemplo, octadecano) y una cubierta de polímero formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende: de 30 a 100% en peso de éster de alquilo C^1-24 de ácido (met)acrílico (monómero I), hasta 80% en peso de un monómero di­ o multifuncional (monómero II) y hasta 40% en peso de otros monómeros (monómero III). Los ejemplos de este documento incluyen microcápsulas con cubiertas que forman aproximadamente de 10 a 15% en peso del peso total de las microcápsulas. El peso total de la microcápsula viene dado por el peso combinado de la cubierta y el núcleo.

el documento WO-A-01/54809 describe microcápsulas con un núcleo de octadecano y una cubierta polimérica formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende: A) de 30 a 90% en peso de ácido metacrílico, B) de 10 a 70% en peso de éster alquílico de ácido (met)acrílico que es capaz de formar un homopolímero de temperatura de transición vítrea superior a 60°C y C) de 0 a 40% en peso de otro monómero etilénicamente insaturado. Los ejemplos de este documento incluyen microcápsulas con cubiertas que forman de 20 a 30% en peso del peso total de las microcápsulas.

el documento WO-A-2005/105291 describe microcápsulas con un núcleo de octadecano y una cubierta polimérica formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende: A) de 5 a 90% en peso de un monómero soluble en agua etilénicamente insaturado, B) de 5 a 90% en peso de un monómero multifuncional, y C) de 0 a 55% en peso de otro monómero. Un aspecto importante de este documento es que las microcápsulas exhiben una mitad de la altura de al menos 350°C, que es una indicación de la resistencia a la temperatura y la fuerza de las microcápsulas. El documento especifica que la cubierta polimérica debe formar al menos un 8% en peso del peso total de las partículas y que sin esta cantidad de cubierta polimérica, las cápsulas no son lo suficientemente fuertes para alcanzar una mitad de la altura de al menos 350°C.

El documento US 2011/003152 A1 describe microcápsulas que comprenden una cera encapsulada por una cubierta polimérica, donde la cubierta polimérica forma el 6% en peso de la microcápsula.

Existe la necesidad de proporcionar microcápsulas mejoradas o abordar una o más desventajas de la técnica anterior.

Compendio de la invención

La presente invención se basa, en parte, en el reconocimiento por parte de los inventores de que se puede formar una cubierta de microcápsula de alta resistencia y/o resistente a la temperatura a partir de una mezcla de monómeros que comprende de 50 a 99,9% en peso de un monómero que tiene más de un doble enlace etilénico. Sin quedar ligado a teoría particular alguna, esta proporción principal de monómero multietilénicamente funcional permite producir una microcápsula con una cubierta que forma menos de 8% en peso del peso total de la microcápsula y que tiene la fuerza suficiente para usarse en una amplia diversidad de aplicaciones Una proporción en peso más pequeña de la cubierta permite incluir más sustancia activa en el núcleo de la microcápsula por unidad de peso de las microcápsulas. Esto proporciona un efecto beneficioso porque se requiere una cantidad menor de microcápsulas para proporcionar una cantidad dada de sustancia activa. Además, una menor cantidad de cubierta puede provocar una menor degradación de las propiedades beneficiosas de un núcleo microencapsulado en comparación con las propiedades del núcleo en forma de material a granel (es decir, no encapsulado).

Vista desde un primer aspecto, la presente invención proporciona microcápsulas que comprenden un núcleo dentro de una cubierta polimérica, en las que:

a) la cubierta polimérica consiste en un copolímero formado por:

i) de 50 a 99,9%, en peso de la cubierta polimérica, de un primer monómero de cubierta que está etilénicamente insaturado y que tiene más de un doble enlace etilénico;

ii) de 0,01 a 50%, en peso de la cubierta polimérica, de un segundo monómero de cubierta que está etilénicamente insaturado y que tiene un doble enlace etilénico; y

b) el núcleo comprende una sustancia activa y en donde la sustancia activa es un material de cambio de fase y en donde el núcleo comprende como máximo 40% en peso de hidrocarburo; y

c) la cubierta polimérica forma menos de 8% en peso del peso total de las microcápsulas,

caracterizado por que el primer monómero de cubierta comprende al menos dos grupos funcionales seleccionados de acrilato, metacrilato, acrilamido, metacrilamido, alilo, metalilo y vinilo, y,

en donde el segundo monómero de cubierta se selecciona de ácido acrílico, ácido metacrílico, ésteres alquílicos de los mismos y mezclas de los mismos, y,

en donde las microcápsulas tienen una mitad de la altura medida por análisis termogravimétrico de al menos 350°C, donde se aplica calor a una muestra seca de microcápsulas a una velocidad de 20°C/minuto y midiendo la pérdida de peso,

siendo un valor de la mitad de la altura la temperatura a la que se pierde la mitad del peso de la muestra.

Vista desde un segundo aspecto, la presente invención proporciona un proceso de formación de microcápsulas según el primer aspecto de la invención, en donde el proceso comprende las etapas de:

a) formar un sistema de polimerización que comprende una fase acuosa y una fase oleosa dispersa donde la sustancia activa está presente en la fase oleosa;

b) polimerizar los monómeros de la cubierta para formar las microcápsulas que comprenden un núcleo de la fase oleosa dentro de la cubierta polimérica; y

c) opcionalmente, neutralizar las microcápsulas utilizando un hidróxido metálico o una amina.

Descripción detallada de la invención

Se entenderá que cualquier cantidad superior o inferior o límite de intervalo utilizado en el presente documento se puede combinar de forma independiente.

Se entenderá que, cuando se describe el número de átomos de carbono en un grupo sustituyente (por ejemplo, “C1 a C6”), el número se refiere al número total de átomos de carbono presentes en el grupo sustituyente, incluidos los presentes en cualquier grupo ramificado. Además, cuando se describe el número de átomos de carbono en, por ejemplo, ácidos grasos, esto se refiere al número total de átomos de carbono, incluido el del ácido carboxílico, y cualquiera presente en cualquier grupo ramificado.

Muchos de los productos químicos que pueden usarse para producir la presente invención se obtienen de fuentes naturales. Dichos productos químicos suelen incluir una mezcla de especies químicas debido a su origen natural. Debido a la presencia de tales mezclas, diversos parámetros definidos en la presente memoria pueden ser un valor promedio y pueden no ser integrales.

La expresión “material de cambio de fase” (PCM) se conoce bien y se refiere a una clase de material que puede usarse para almacenar y/o liberar calor latente durante un cambio de fase del material, por ejemplo, un cambio de fase de sólido a líquido o viceversa. La capacidad de almacenar o liberar calor latente significa que el PCM puede usarse para regular la temperatura en un ambiente y/o proporcionar un efecto de enfriamiento y/o calentamiento.

Proceso de formación de las microcápsulas

El proceso de formación de las microcápsulas comprende una fase acuosa y una fase oleosa. La fase oleosa puede ser una fase oleosa dispersa y/o emulsionada. La fase acuosa, la fase oleosa y todos los demás ingredientes utilizados en el proceso de formación de las microcápsulas se denominarán en la presente memoria como “sistema de polimerización”.

Uno o más componentes del núcleo de la microcápsula pueden estar presentes en la fase oleosa. Preferiblemente, la sustancia activa está presente en la fase oleosa. Un material portador también puede estar presente en la fase oleosa.

Durante la formación de las microcápsulas, los monómeros de la cubierta se polimerizan para formar la cubierta polimérica alrededor del núcleo. La polimerización de los monómeros de la cubierta puede formar microcápsulas que comprenden un núcleo de la fase oleosa dentro de una cubierta polimérica. El primer monómero de cubierta y/o el segundo monómero de cubierta pueden estar presentes en la fase oleosa. Preferiblemente, el primer monómero de cubierta está presente en la fase oleosa. Preferiblemente, el segundo monómero de cubierta está presente en la fase oleosa. Preferiblemente, tanto el primer como el segundo monómero de cubierta están presentes en la fase oleosa.

El sistema de polimerización puede comprender además uno o más emulsionantes y/u otros tensioactivos. Un emulsionante, que puede tener un alto HLB (por ejemplo, HLB de 10 a 20), puede disolverse en la fase acuosa para ayudar a la emulsificación de la fase oleosa.

El sistema de polimerización puede comprender además al menos un estabilizador de polimerización. Se puede incluir un estabilizador de polimerización en la fase acuosa y/o la fase oleosa, preferiblemente la fase acuosa. El estabilizador de polimerización puede ser un polímero hidrófilo, por ejemplo, un polímero que contiene grupos hidroxilo colgantes, por ejemplo, un alcohol polivinílico o hidroxietilcelulosa. Generalmente se prefiere usar alcohol polivinílico como estabilizador de polimerización. El alcohol polivinílico puede usarse en disolución acuosa. La disolución acuosa puede comprender de 5 a 30% en peso de alcohol polivinílico, preferiblemente de 5 a 20% en peso de alcohol polivinílico, deseablemente aproximadamente 10% en peso de alcohol polivinílico. El alcohol polivinílico se puede derivar del acetato de polivinilo, y preferiblemente entre 75 y 99% de los grupos de acetato de vinilo se hidrolizan a unidades de alcohol vinílico. El estabilizador de polimerización puede estar presente entre 0,1 y 10% en peso del sistema de polimerización, preferiblemente entre 0,5 y 5% en peso.

El sistema de polimerización puede ser un sistema de polimerización por dispersión, preferiblemente una polimerización por dispersión de crecimiento libre. El alcohol polivinílico (PVOH) puede proporcionar estabilidad al sistema de polimerización para mantener partículas discretas en la dispersión. Otro estabilizador de polimerización que se puede usar es el ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS). Se pueden usar AMPS y/o PVOH para evitar que la dispersión vuelva a convertirse en dos capas inmiscibles (acuosa y oleosa).

La etapa de polimerización se puede efectuar sometiendo los monómeros de la cubierta a cualquier condición de polimerización convencional. Normalmente, los monómeros se someten a polimerización por radicales libres. Generalmente, la polimerización se logra mediante el uso de compuestos iniciadores adecuados. Deseablemente, esto se puede lograr mediante el uso de iniciadores redox y/o iniciadores térmicos, preferiblemente mediante un iniciador térmico.

El proceso de formación de microcápsulas puede comprender el uso de un iniciador seleccionado entre peróxidos de dialquilo, hidroperóxidos, peroxiésteres, peroxicetales, diacilperóxidos, peroxi(di)carbonatos, persulfatos e iniciadores azoicos.

El iniciador se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en peroxidicarbonato de dicetilo, peroxidicarbonato de di(4-terc-butilciclohexilo), peróxido de dioctanoílo, peróxido de dibenzoílo, peróxido de dilauroílo, peróxido de didecanoílo, peracetato de terc-butilo, perlaurato de terc-butilo, perbenzoato de terc-butilo, hidroperóxido de terc-butilo, hidroperóxido de cumeno, etilperóxido de cumeno, diisopropilhidroxidicarboxilato, 2,2”-azobis(2,4-dimetil valeronitrilo), 2,2”-azobis(isobutironitrilo), 2,2”-azobis-(2-metilbutironitrilo), 1,1”-azobis(ciclohexano-1-carbonitrilo), 2,2”-azobis(2-metilpropionato) de dimetilo, 2,2”-azobis[2-metil-N-(2-hidroxietil)propionamida, 4,4”-azobis-(ácido 4-cianovalereico) (ACVA) o perpivilato de t-butilo y combinaciones de los mismos.

Los iniciadores redox pueden incluir un agente reductor tal como sulfito de sodio, dióxido de azufre y un compuesto oxidante tal como persulfato de amonio o un peroxicompuesto adecuado, tal como hidroperóxido de butilo terciario, etc. La iniciación redox puede emplear hasta 1000 ppm, normalmente en el intervalo de 1 a 100 ppm, normalmente en el intervalo de 4 a 50 ppm de iniciador redox.

Preferiblemente, la etapa de polimerización se efectúa empleando un iniciador térmico. El iniciador térmico puede emplearse solo o en combinación con otro(s) iniciador(es), por ejemplo, un iniciador redox. Los iniciadores térmicos incluirían cualquier compuesto iniciador adecuado que libere radicales a temperatura elevada, por ejemplo, compuestos azo, tales como azobisisobutironitrilo (AZDN), 4,4”-azobis-(ácido 4-cianovalereico) (ACVA) o perpivilato de t-butilo. Algunos ejemplos de iniciadores térmicos adecuados son el peróxido de dilauroílo disponible como Luperox LP de Arkema y el 2,2”-azobis-(2-metilbutironitrilo) disponible como Vazo 67 de DuPont.

Normalmente, los iniciadores térmicos se utilizan en una cantidad de hasta 50000 ppm, en función del peso total del monómero de cubierta. En la presente invención, se puede usar un iniciador térmico en el intervalo de 5000 a 20000 ppm en peso de monómero de cubierta, preferiblemente de 5000 a 15000 ppm, más preferiblemente de 8000 a 12000 ppm, deseablemente aproximadamente 10000 ppm.

Preferiblemente, un iniciador térmico adecuado se combina con el primer y/o segundo monómero de cubierta antes de la emulsificación. La polimerización se efectúa calentando la emulsión a una temperatura adecuada, por ejemplo, al menos 50°C, preferiblemente al menos 60°C, más preferiblemente al menos 70°C durante el tiempo suficiente para efectuar la polimerización. Más preferiblemente, la polimerización se logra manteniendo la emulsión a una temperatura de entre 70 y 90°C durante un período de entre 60 y 240 minutos, preferiblemente entre 90 y 180 minutos.

Etapas opcionales posteriores a la polimerización

Una vez que se han formado las microcápsulas por polimerización, se pueden realizar una o más etapas opcionales posteriores a la polimerización.

Si se utilizan monómeros de cubierta ácidos, las microcápsulas resultantes o la dispersión de microcápsulas también pueden ser ácidas. En una etapa adicional, las microcápsulas pueden neutralizarse. Las microcápsulas pueden neutralizarse mediante el uso de un hidróxido, preferiblemente un hidróxido metálico, particularmente un hidróxido de metal alcalino. Algunos ejemplos de hidróxidos de metales alcalinos adecuados son NaOH, KOH, preferiblemente hidróxido de sodio. Las microcápsulas también se pueden neutralizar utilizando una amina, por ejemplo, amoniaco, monoetanolamina, dietanolamina o trietanolamina, preferiblemente amoniaco. Si se usa una amina, esto puede ayudar a la agregación de las microcápsulas, es decir, los agregados de microcápsulas que se forman pueden ser más resistentes a la desagregación. La neutralización puede aumentar ventajosamente la estabilidad al cizallamiento de la dispersión de microcápsulas. El aumento del pH de la dispersión hacia la neutralidad también reduce la probabilidad de que la dispersión provoque corrosión.

La neutralización se puede realizar antes del secado por pulverización. También se puede realizar en microcápsulas que se han secado por aspersión y luego se han vuelto a dispersar. El uso de un hidróxido de metal, preferiblemente un hidróxido de metal alcalinotérreo, puede ayudar a redispersar el polvo secado por aspersión a su tamaño de partícula original.

Las microcápsulas pueden secarse, por ejemplo, secarse por pulverización. El secado por pulverización de las microcápsulas puede permitir que las microcápsulas se suministren en forma de polvo. Algunos usos o aplicaciones de las microcápsulas pueden requerir la ausencia de agua. Por ejemplo, es posible que las microcápsulas deban estar en forma de polvo (es decir, secas) si se incorporan a una formulación seca o una formulación a base de aceite.

Se pueden añadir otros componentes o aditivos a las microcápsulas. Por ejemplo, estos pueden añadirse a la dispersión líquida de microcápsulas antes del secado por pulverización. Los aditivos opcionales incluyen un promotor de adhesión para mejorar la formación de agregados de múltiples microcápsulas en el polvo seco. Un agregado de microcápsulas puede tener la apariencia de una frambuesa, es decir, múltiples microcápsulas individuales pegadas. El promotor de la adhesión puede ser una especie reactiva tal como un reticulante o un aglutinante polimérico. Un ejemplo de una especie reactiva es el carbonato de amonio y zirconio que puede entrecruzarse con grupos de ácido carboxílico en la cubierta de la microcápsula y así unir las microcápsulas en el agregado. Un aglutinante polimérico puede funcionar actuando como un “pegamento” entre las microcápsulas para unir los agregados. El aglutinante polimérico también puede aumentar la resistencia química del agregado al recubrir las microcápsulas.

Un agregado de microcápsulas de la invención puede tener un diámetro medio (d50) (medido por análisis de tamaño de partícula como se describe en la presente memoria) de al menos 8 pm, preferiblemente al menos 15 pm, particularmente al menos 50 pm. Un agregado de microcápsulas puede tener un diámetro de 500 pm como máximo, preferiblemente de 200 pm como máximo, particularmente de 100 pm como máximo.

Primer monómero de cubierta

La cubierta polimérica comprende de 50 a 99,9% en peso de un primer monómero de cubierta que está etilénicamente insaturado y que tiene más de un doble enlace etilénico.

La cubierta polimérica puede comprender al menos 55%, preferiblemente al menos 60%, particularmente al menos 65%, deseablemente al menos 70% en peso (de la cubierta polimérica) del primer monómero de cubierta. La cubierta polimérica puede comprender como máximo 95%, preferiblemente como máximo 90%, particularmente como máximo 85%, deseablemente como máximo 80% en peso del primer monómero de cubierta. Por ejemplo, la cubierta polimérica puede comprender de 60 a 90% en peso del primer monómero de cubierta.

El primer monómero de cubierta comprende al menos dos grupos funcionales seleccionados de acrilato, metacrilato y vinilo, más preferiblemente de acrilato y metacrilato. De manera particularmente preferida, el primer monómero de cubierta comprende dos grupos acrilato.

El primer monómero de cubierta puede comprender un di(met)acrilato, preferiblemente un diacrilato. El primer monómero de cubierta puede comprender un di(met)acrilato de alcanodiol, preferiblemente un diacrilato de alcanodiol. Un ejemplo de di(met)acrilato de alcanodiol es diacrilato de butanodiol.

El primer monómero de cubierta se puede seleccionar del grupo que consiste en di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de propilenglicol, di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de glicerol, di(met)acrilato de 1,3-butanodiol, di(met)acrilato de neopentilglicol, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol, tri(met)acrilato de pentaeritritol, tetra(met)acrilato de pentaeritritol, hexa(met)acrilato de dipentaeritritol, tri(met)acrilato de trialilformilo, metacrilato de alilo, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, di(met)acrilato de tributanodiol, monoacrilato de 3-acriloiloxiglicol, divinilbenceno, tri(met)acrilato de pentaeritritol y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el primer monómero de cubierta se selecciona del grupo que consiste en di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de di(etilenglicol), di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de propilenglicol, di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de glicerol, di(met)acrilato de 1,3-butanodiol, di(met)acrilato de neopentilglicol, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol, y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el primer monómero de cubierta se selecciona del grupo que consiste en di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de 1,3-butanodiol, di(met)acrilato de neopentilglicol met)acrilato, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el primer monómero de cubierta comprende di(met)acrilato de butanodiol, preferiblemente diacrilato de 1,4-butanodiol. El primer monómero de cubierta puede consistir esencialmente en, preferiblemente consiste en diacrilato de 1,4-butanodiol.

El primer monómero de cubierta puede ser soluble en aceite. El primer monómero de cubierta puede tener una baja solubilidad en agua. El primer monómero de cubierta puede tener una solubilidad en agua más baja a 25°C que el segundo monómero de cubierta. Por ejemplo, el primer monómero de cubierta puede tener una solubilidad de como máximo 8 g/100 cc en agua a 25°C, preferiblemente como máximo 5 g/100 cc, particularmente como máximo 2 g/100 cc.

Segundo monómero de cubierta

La cubierta polimérica comprende de 0,01 a 50% en peso de un segundo monómero de cubierta que está etilénicamente insaturado y que tiene un doble enlace etilénico.

La cubierta polimérica puede comprender al menos 5%, preferiblemente al menos 10%, particularmente al menos 15%, deseablemente al menos 20% en peso (de la cubierta polimérica) del segundo monómero de cubierta. La cubierta polimérica puede comprender como máximo 45%, preferiblemente como máximo 40%, particularmente como máximo 35%, deseablemente como máximo 30% en peso del segundo monómero de cubierta. Por ejemplo, la cubierta polimérica puede comprender de 10 a 40% en peso del segundo monómero de cubierta.

El segundo monómero de cubierta puede comprender un grupo de ácido (met)acrílico, preferiblemente un grupo ácido metacrílico.

Preferiblemente, el segundo monómero de cubierta es aniónico.

El segundo monómero de cubierta se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ésteres de alquilo y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el segundo monómero de cubierta se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico y ácido metacrílico, ésteres alquílicos de los mismos y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el segundo monómero de cubierta comprende ácido (met)acrílico, preferiblemente ácido metacrílico. El segundo monómero de cubierta puede consistir esencialmente en ácido metacrílico, preferiblemente consiste en ácido metacrílico.

El segundo monómero de cubierta puede tener una solubilidad de al menos 5 g/100 cc en agua a 25°C, preferiblemente de al menos 8 g/100 cc. El segundo monómero de cubierta puede tener una mayor solubilidad en agua a 25°C que el primer monómero de cubierta.

Cubierta y núcleo poliméricos

La cubierta polimérica consiste en un copolímero. El copolímero puede ser un bipolímero, terpolímero o cuaterpolímero, preferiblemente un bipolímero o terpolímero, particularmente un bipolímero. La cubierta polimérica consiste en dos monómeros.

La cubierta polimérica forma menos de 8% en peso del peso total de las microcápsulas. Esta es una cantidad menor de cubierta que la mencionada en la técnica anterior. Una menor cantidad de cubierta proporciona la ventaja de que hay más núcleo por unidad de peso de las microcápsulas, por lo tanto, más sustancia activa por unidad de peso. Es probable que más sustancia activa proporcione un mayor efecto beneficioso.

El peso total de las microcápsulas puede calcularse sumando los pesos los componentes de la cubierta y del núcleo utilizados para fabricar las microcápsulas.

La cubierta polimérica puede formar al menos 2% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente al menos 3%, particularmente al menos 4%, deseablemente al menos 4,5%, especialmente al menos 5%. La cubierta polimérica puede formar como máximo 7,95% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente como máximo 7,9%, particularmente como máximo 7,5%, deseablemente como máximo 7%, especialmente como máximo 6,5%. Preferiblemente, la cubierta polimérica forma de 4% en peso a 7,95% en peso del peso total de las microcápsulas. La cubierta polimérica puede formar al menos 0,5% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente al menos 1%.

El núcleo puede formar al menos 80% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente al menos 90%, particularmente al menos 92%, deseablemente al menos 94%. El núcleo puede constituir como máximo 96% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente como máximo 95%.

La relación en peso de la cubierta al núcleo puede ser de 1:12 a 1:25, preferiblemente de 1:13 a 1:25, particularmente de 1:12 a 1:20, deseablemente de 1:13 a 1:20.

La relación en peso del primer monómero de cubierta al segundo monómero de cubierta puede ser de al menos 1:1, preferiblemente de al menos 1,5:1, particularmente de al menos 2:1, deseablemente de al menos 2,5:1. La relación en peso del primer monómero de cubierta al segundo monómero de cubierta puede ser como máximo 20:1, preferiblemente como máximo 15:1, particularmente como máximo 10:1, deseablemente como máximo 6:1.

El segundo monómero de cubierta puede formar menos de 4% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente menos de 3% en peso, particularmente menos de 2% en peso. El segundo monómero de cubierta puede formar al menos 0,5% en peso del peso total de las microcápsulas, preferiblemente al menos 1% en peso.

Núcleo de las microcápsulas

El núcleo comprende una sustancia activa. El material del núcleo puede comprender una sustancia activa y un material de soporte. El núcleo puede ser hidrófobo. El material portador puede ser hidrófobo. La sustancia activa puede ser hidrófoba.

El núcleo puede comprender al menos 50% en peso (del núcleo) de sustancia activa, preferiblemente al menos 60%, particularmente al menos 70%, deseablemente al menos 80% y especialmente al menos 90%. El núcleo puede consistir esencialmente en, preferiblemente consiste en la sustancia activa.

El núcleo puede comprender un material de soporte. El material de soporte puede ser inerte. El material de soporte puede ser más hidrófobo que la sustancia activa. El material portador puede ayudar a la encapsulación de la sustancia activa ayudando a que la sustancia activa permanezca en la fase de núcleo durante la polimerización de la cubierta. El material portador se puede seleccionar del grupo que consiste en aceites minerales, aceites vegetales, mono-, diy triglicéridos y ésteres.

El núcleo puede comprender como máximo 50% en peso (del núcleo) de material de soporte, preferiblemente como máximo 40%, particularmente como máximo 30%, deseablemente como máximo 20% y especialmente como máximo 10%. El núcleo puede comprender al menos 1% en peso de material de soporte.

El núcleo comprende como máximo 40% en peso de hidrocarburo, particularmente como máximo 30% en peso, deseablemente como máximo 20% en peso, especialmente como máximo 10% en peso. El núcleo puede comprender al menos 1% en peso de hidrocarburo, preferiblemente al menos 5% en peso. Sin quedar ligado a teoría particular alguna, una cantidad menor de hidrocarburo en el núcleo puede reducir la presión de vapor y/o la volatilidad del núcleo, lo que puede reducir ventajosamente la fuerza y/o presión que el núcleo ejerce sobre la cubierta de la microcápsula durante el calentamiento de la microcápsula. Un núcleo menos volátil puede combinarse ventajosamente con una cubierta de menos de 8% en peso del peso total de las microcápsulas para aumentar la resistencia de las microcápsulas o su resistencia al calor. La fuerza de las microcápsulas puede demostrarse mediante una medición de la mitad de la altura como se describe en la presente memoria.

El núcleo puede no comprender un hidrocarburo. La sustancia activa puede no comprender un hidrocarburo. El material portador puede no comprender un hidrocarburo.

Una indicación de la volatilidad del núcleo puede estar dada por su punto de ebullición. Un punto de ebullición más alto implica un núcleo menos volátil. El punto de ebullición se puede medir en una muestra a granel del núcleo. El núcleo puede tener un punto de ebullición de al menos 320°C, preferiblemente de al menos 330°C, particularmente de al menos 340°C, deseablemente de al menos 350°C. El núcleo puede tener un punto de ebullición de como máximo 600°C, preferiblemente de como máximo 550°C.

El material portador puede tener un punto de ebullición de al menos 320°C, preferiblemente de al menos 330°C, particularmente de al menos 340°C, deseablemente de al menos 350°C. El material portador puede tener un punto de ebullición de como máximo 600°C, preferiblemente de como máximo 550°C.

Sustancias activas

El núcleo es un material de cambio de fase (PCM).

La sustancia activa puede tener un punto de ebullición de al menos 320°C, preferiblemente al menos 330°C, particularmente al menos 340°C, deseablemente al menos 350°C. La sustancia activa puede tener un punto de ebullición de como máximo 600°C, preferiblemente de como máximo 550°C.

Las microcápsulas pueden comprender al menos 50% en peso de sustancia activa, por peso total de las microcápsulas, preferiblemente al menos 60% en peso, particularmente al menos 70% en peso, deseablemente al menos 80% en peso y especialmente al menos 90% en peso. Las microcápsulas pueden comprender como máximo 96% en peso de sustancia activa, preferiblemente como máximo 95% en peso, del peso total de las microcápsulas.

Material de cambio de fase (PCM)

La sustancia activa es un material de cambio de fase (PCM), es decir, el núcleo comprende un PCM.

El PCM puede ser orgánico. El PCM puede ser polimérico o no polimérico. Preferiblemente, el PCM es orgánico y no polimérico. El PCM puede no comprender un hidrocarburo. El PCM puede no comprender un alcano. El PCM puede no contener octadecano.

El PCM se puede seleccionar del grupo que consiste en hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos halogenados, ceras, grasas, mono-di- y triglicéridos, alcoholes grasos, ácidos grasos, aminas grasas, amidas grasas, aminoácidos, sales de amina, uretanos, sarcosinatos, azúcares, alcoholes de azúcar, alcoholes, poliésteres, éteres, aldehídos, cetonas y ésteres, sales y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el PCM se selecciona de ceras, grasas, mono-di- y triglicéridos, alcoholes grasos, ácidos grasos, aminas grasas, amidas grasas, aminoácidos, sales de amina, uretanos, sarcosinatos, azúcares y alcoholes de azúcar y ésteres, sales y mezclas de los mismos.

El PCM se puede seleccionar de ácidos grasos, alcoholes grasos, aminas grasas y derivados de los mismos, preferiblemente ácidos grasos, alcoholes grasos y derivados de los mismos, particularmente ácidos grasos y derivados de los mismos. Los derivados adecuados pueden ser ésteres, amidas o sales, preferiblemente ésteres o sales, particularmente ésteres. Preferiblemente, el PCM se selecciona de ácidos grasos, alcoholes grasos y aminas grasas, y ésteres, amidas o sales de los mismos.

El PCM puede ser un éster o un diéster, preferiblemente un éster. El PCM puede comprender un éster, preferiblemente consiste en un éster. El PCM puede comprender una mezcla de un primer éster y un segundo éster. El éster de PCM puede comprender un alcohol lineal. El éster de PCM puede comprender un ácido carboxílico lineal. Preferiblemente, el éster de PCM comprende un alcohol lineal y un ácido carboxílico lineal. El éster de PCM puede comprender un mono-alcohol. El éster de PCM puede comprender un ácido monocarboxílico. Preferiblemente, el éster de PCM comprende un monoalcohol y un ácido monocarboxílico. Preferiblemente, el PCM comprende un éster de ácido graso o un éster de alcohol graso, más preferiblemente un éster de ácido graso. El PCM puede consistir en un éster de ácido graso o una mezcla de ésteres de ácidos grasos.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en decanoato de metilo, undecanoato de metilo, laurato de metilo, miristato de metilo, palmitato de metilo, estearato de metilo, araquidato de metilo, behenato de metilo, decanoato de etilo, undecanoato de etilo, laurato de etilo, miristato de etilo, palmitato de etilo, estearato de etilo, araquidato de etilo, behenato de etilo y mezclas de los mismos.

El PCM se puede seleccionar del grupo que consiste en decanoato de propilo, undecanoato de propilo, laurato de propilo, miristato de propilo, palmitato de propilo, estearato de propilo, araquidato de propilo, behenato de propilo, decanoato de butilo, undecanoato de butilo, laurato de butilo, miristato de butilo, palmitato de butilo, estearato de butilo, araquidato de butilo, behenato de butilo y mezclas de los mismos.

El PCM se puede seleccionar del grupo que consiste en decanoato de pentilo, undecanoato de pentilo, laurato de pentilo, miristato de pentilo, palmitato de pentilo, estearato de pentilo, araquidato de pentilo, behenato de pentilo, decanoato de hexilo, undecanoato de hexilo, laurato de hexilo, miristato de hexilo, palmitato de hexilo, estearato de hexilo, araquidato de hexilo, behenato de hexilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en octanoato de heptilo, pelargonato de heptilo, decanoato de heptilo, undecanoato de heptilo, laurato de heptilo, miristato de heptilo, palmitato de heptilo, estearato de heptilo, araquidato de heptilo, behenato de heptilo, heptanoato de octilo, octanoato de octilo, pelargonato de octilo, decanoato de octilo, undecanoato de octilo, laurato de octilo, miristato de octilo, palmitato de octilo, estearato de octilo, araquidato de octilo, behenato de octilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en propionato de nonilo, butanoato de nonilo, pentanoato de nonilo, hexanoato de nonilo, heptanoato de nonilo, octanoato de nonilo, pelargonato de nonilo, decanoato de nonilo, undecanoato de nonilo, laurato de nonilo, miristato de nonilo, palmitato de nonilo, estearato de nonilo, araquidato de nonilo, behenato de nonilo, acetato de decilo, propionato de decilo, butanoato de decilo, pentanoato de decilo, hexanoato de decilo, heptanoato de decilo, octanoato de decilo, pelargonato de decilo, decanoato de decilo, undecanoato de decilo, laurato de decilo, miristato de decilo, palmitato de decilo, estearato de decilo, araquidato de decilo, behenato de decilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en formiato de laurilo, acetato de laurilo, propionato de laurilo, butanoato de laurilo, pentanoato de laurilo, hexanoato de laurilo, heptanoato de laurilo, octanoato de laurilo, pelargonato de laurilo, decanoato de laurilo, undecanoato de laurilo, laurato de laurilo, miristato de laurilo, palmitato de laurilo, estearato de laurilo, araquidato de laurilo, behenato de laurilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en formiato de miristilo, acetato de miristilo, propionato de miristilo, butanoato de miristilo, pentanoato de miristilo, hexanoato de miristilo, heptanoato de miristilo, octanoato de miristilo, pelargonato de miristilo, decanoato de miristilo, undecanoato de miristilo, laurato de miristilo, miristato de miristilo, palmitato de miristilo, estearato de miristilo, araquidato de miristilo, behenato de miristilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en formiato de cetilo, acetato de cetilo, propionato de cetilo, butanoato de cetilo, pentanoato de cetilo, hexanoato de cetilo, heptanoato de cetilo, octanoato de cetilo, pelargonato de cetilo, decanoato de cetilo, undecanoato de cetilo, laurato de cetilo, miristato de cetilo, palmitato de cetilo, estearato de cetilo, araquidato de cetilo, behenato de cetilo y mezclas de los mismos.

El PCM se puede seleccionar del grupo que consiste en decanoato de butilo, laurato de metilo, laurato de octilo, laurato de laurilo, pelargonato de laurilo, miristato de octilo, pelargonato de miristilo, laurato de nonilo, miristato de metilo, laurato de decilo, palmitato de octilo, caprato de laurilo, octanoato de cetilo, palmitato, estearato de metilo, laurato de laurilo, estearato de octilo, palmitato de decilo, pelargonato de estearilo, miristato de laurilo, estearato de decilo, caprato de estearilo y palmitato de cetilo. Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en laurato de decilo, estearato de metilo, palmitato de metilo, laurato de laurilo y palmitato de cetilo.

Preferiblemente, el PCM se selecciona del grupo que consiste en formiato de estearilo, acetato de estearilo, propionato de estearilo, butanoato de estearilo, pentanoato de estearilo, hexanoato de estearilo, heptanoato de estearilo, octanoato de estearilo, pelargonato de estearilo, decanoato de estearilo, undecanoato de estearilo, laurato de estearilo, miristato de estearilo, palmitato de estearilo, estearato de estearilo, araquidato de estearilo, behenato de estearilo y mezclas de los mismos.

Sin quedar ligado a teoría particular alguna, una ventaja de un PCM seleccionado de ácidos grasos, alcoholes grasos, aminas grasas y derivados de los mismos es de una volatilidad generalmente más baja (por ejemplo, presión de vapor y/o punto de ebullición) en comparación con un hidrocarburo que tiene un punto de fusión equivalente. Esto puede reducir ventajosamente la fuerza y/o la presión que ejerce el PCM sobre la cubierta de la microcápsula durante el calentamiento de la microcápsula. Sin quedar ligado a teoría particular alguna, la presencia de los grupos funcionales en los ácidos grasos, alcoholes grasos, aminas grasas y derivados de los mismos puede conducir a más enlaces no covalentes (por ejemplo, enlaces de hidrógeno) en comparación con un hidrocarburo. Esto puede dar como resultado una volatilidad relativamente más baja (por ejemplo, presión de vapor y/o punto de ebullición) mientras se mantiene un punto de fusión equivalente.

Cuando se incluye en el núcleo de una microcápsula, el PCM puede tener un punto de fusión de al menos -30°C, preferiblemente al menos -15°C, particularmente al menos 0°C, deseablemente al menos 5°C, especialmente al menos 10°C El PCM puede tener un punto de fusión de 150°C como máximo, preferiblemente 100°C como máximo, particularmente como máximo 60°C, deseablemente como máximo 40°C. El punto de fusión puede medirse mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), por ejemplo, utilizando una máquina Mettler-Toledo (módulo DSC822-LT) y el software de control y análisis proporcionado por Mettler-Toledo. La diferencia entre el punto de fusión y la temperatura de cristalización del PCM puede ser inferior a 10°C, preferiblemente inferior a 8°C, más preferiblemente inferior a 6°C. El punto de fusión y la temperatura de cristalización pueden medirse en la parte superior del pico de DSC relevante (es decir, no medirse al inicio o al final del cambio de fase).

Cuando se incluye en el núcleo de una microcápsula, el PCM puede tener un calor latente de cristalización (es decir, el calor latente de la transición de líquido a sólido) de al menos 100 J/g, preferiblemente al menos 150 J/g, más preferiblemente a al menos 160 J/g, aún más preferiblemente al menos 170 J/g. El PCM puede tener un calor latente de cristalización de como máximo 300 J/g, preferiblemente como máximo 250 J/g, más preferiblemente como máximo 230 J/g, aún más preferiblemente como máximo 210 J/g. El PCM puede tener un calor latente de cristalización en el intervalo de 100 a 250 J/g, preferiblemente en el intervalo de 170 a 210 J/g. El calor latente de cristalización puede medirse mediante DSC.

El núcleo puede comprender al menos 50%, en peso del núcleo, de PCM, preferiblemente al menos 60%, particularmente al menos 70%, deseablemente al menos 80% y especialmente al menos 90%. El núcleo puede consistir esencialmente en el PCM.

Aditivos de núcleo opcionales

El núcleo puede comprender otro componente seleccionado del grupo que consiste en agentes de nucleación, estabilizadores térmicos, antioxidantes, retardadores de fuego, agentes estructurantes, aglutinantes, partículas inorgánicas tales como metales u óxidos metálicos tales como sílice, partículas de carbono y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el núcleo comprende un agente de nucleación. Preferiblemente, el núcleo comprende sílice. El núcleo puede comprender un agente gelificante.

Se puede incluir un agente de nucleación en el núcleo para evitar el subenfriamiento del PCM. El agente de nucleación puede tener un punto de fusión más alto que el PCM. El agente de nucleación puede ser orgánico o inorgánico, preferiblemente orgánico. El agente de nucleación puede seleccionarse de ácidos grasos, alcoholes grasos, aminas grasas, mono-, di- y triglicéridos, parafinas, poliéteres y derivados o mezclas de los mismos, preferiblemente seleccionado de ácidos grasos, alcoholes grasos, aminas grasas, mono- , di- y triglicéridos y derivados o mezclas de los mismos, particularmente seleccionados de ácidos grasos, alcoholes grasos, mono-, di- y triglicéridos, y ésteres o mezclas de los mismos. El agente de nucleación puede ser una cera. El agente de nucleación se puede seleccionar de cera de escualano, behenil behenato, ácido esteárico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido behénico, alcohol estearílico, estearamida, cera de abejas, cera montana, dicalita, grafito, sílice pirógena, sílice precipitada, dihidrógeno fosfato de potasio, sulfato de calcio y mezclas de los mismos. El agente de nucleación puede tener un punto de fusión al menos 10°C superior al del PCM, preferiblemente al menos 15°C superior, particularmente al menos 20°C superior. El agente de nucleación puede tener un punto de fusión como máximo 100°C superior al del PCM, preferiblemente como máximo 50°C superior.

El núcleo puede comprender al menos 0,1% en peso de agente de nucleación, preferiblemente al menos 1%, particularmente al menos 2%, deseablemente al menos 5%. El núcleo puede comprender como máximo 20% en peso de agente de nucleación, preferiblemente como máximo 15%, particularmente como máximo 10%.

Propiedades físicas de las microcápsulas

Se sabe cómo cuantificar la resistencia a la temperatura y la resistencia general de una muestra de microcápsulas midiendo la mitad de la altura de las microcápsulas, como se analiza en el documento WO-A-2005/105291. El valor de la mitad de la altura de las microcápsulas se mide por análisis termogravimétrico (TGA). El método TGA para medir la mitad de la altura consiste en aplicar calor a una muestra seca de microcápsulas a una velocidad de 20°C/min y medir la pérdida de peso. El valor de la mitad de la altura es la temperatura a la que se pierde la mitad del peso de la muestra. La mitad de la altura se puede medir bajo un flujo de aire.

Las microcápsulas de la presente invención tienen una mitad de la altura de al menos 350°C, medida por TGA. Las microcápsulas pueden tener una mitad de la altura de 500°C como máximo, preferiblemente de 450°C como máximo, particularmente de 400°C como máximo.

Las microcápsulas pueden tener un diámetro de tamaño de partícula medio (d50) de 0,1 a 100 pm, preferiblemente de 0,1 a 50 pm, particularmente de 0,2 a 40 pm, deseablemente de 0,2 a 20 pm, especialmente de 0,5 a 10 pm. Las microcápsulas pueden tener un diámetro de tamaño de partícula medio (d50) de al menos 0,1 pm, preferiblemente al menos 1 pm, más preferiblemente al menos 5 pm, particularmente al menos 10 pm. Las microcápsulas pueden tener un diámetro de tamaño de partícula medio (d50) de como máximo 100 pm, preferiblemente como máximo 80 pm, más preferiblemente como máximo 60 pm, particularmente como máximo 40 pm. El diámetro del tamaño de partícula se puede medir mediante análisis de tamaño de partícula por difracción láser. La medición se puede realizar utilizando un Malvern Mastersizer 2000 con la celda de medición Hydro 2000S. El tamaño de partícula puede determinarse frente a un perfil estándar de látex de poliestireno (índice de refracción 1,59).

Productos que incluyen microcápsulas

Un polvo puede comprender las microcápsulas de la presente invención. Puede que no haya fase líquida presente en el polvo. El polvo puede ser anhidro. El polvo puede comprender menos de 5% en peso de agua, preferiblemente menos de 2% en peso, particularmente menos de 1% en peso, deseablemente menos de 0,5% en peso.

El polvo puede comprender al menos 60% en peso de la sustancia activa, preferiblemente al menos 70% en peso, particularmente al menos 80% en peso, deseablemente al menos 90% en peso. El polvo puede comprender como máximo 95% en peso de sustancia activa.

De forma alternativa, las microcápsulas pueden suspenderse o dispersarse en una fase líquida. Una dispersión puede comprender las microcápsulas de la presente invención y una fase líquida. Se puede realizar una medición del contenido sólido (microcápsula) de la dispersión en comparación con el contenido líquido por simple evaporación de agua. Se puede calentar una muestra de la dispersión en un horno a 90°C durante aproximadamente 1,5 horas para evaporar la fase líquida. El contenido de sólidos en % en peso en la dispersión se puede determinar pesando la muestra antes y después de que se evapore la fase líquida.

La dispersión puede tener un contenido de sólidos (microcápsulas) de al menos 20% en peso, preferiblemente al menos 30% en peso, particularmente al menos 40% en peso, deseablemente al menos 45% en peso. La dispersión puede tener un contenido de sólidos (microcápsulas) de como máximo 60% en peso, preferiblemente como máximo 55% en peso, particularmente como máximo 50% en peso.

Preferiblemente, la dispersión comprende al menos 20% en peso de la sustancia activa, particularmente al menos 30% en peso, deseablemente al menos 40% en peso, especialmente al menos 45% en peso. La dispersión puede comprender como máximo 60% en peso de la sustancia activa, preferiblemente como máximo 55% en peso, particularmente como máximo 50% en peso.

Un producto que comprende microcápsulas según la invención que tienen un PCM como sustancia activa puede seleccionarse del grupo que consiste en: textiles, ropa, prendas de vestir, ropa de cama, espumas, colchones, zapatos, guantes, materiales de construcción, hormigón, placas de yeso, placas de fibra, escayola, electrónica, microchips, baterías, disipadores de calor, aislamiento, embalaje térmico, plásticos, luces y LED’s. Preferiblemente, un producto que comprende microcápsulas según la invención que tienen un PCM como sustancia activa se selecciona del grupo que consiste en: textiles, ropa, prendas de vestir, ropa de cama, espumas, colchones, zapatos, guantes.

Ejemplos

La invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos no limitantes.

Se entenderá que todos los procedimientos de ensayo y parámetros físicos descritos en la presente memoria se han determinado a presión atmosférica y temperatura ambiente (es decir, aproximadamente 20°C), a menos que se indique lo contrario en la presente memoria, o a menos que se indique lo contrario en los métodos y procedimientos de ensayo a los que se hace referencia. Todas las partes y porcentajes se dan en peso a menos que se indique lo contrario.

Métodos de ensayo

En esta memoria descriptiva, se han utilizado los siguientes métodos de ensayo:

(i) La calorimetría diferencial de barrido (DSC) se realizó utilizando una máquina Mettler-Toledo (módulo DSC822-LT) y el software de control y análisis proporcionado por Mettler-Toledo. La DSC puede usarse para medir, por ejemplo, puntos de fusión, puntos de cristalización y calores latentes.

(ii) El análisis termogravimétrico (TGA) se realizó utilizando una máquina Mettler-Toledo (módulo TGA/SDTA851) y el software de control y análisis proporcionado por Mettler-Toledo. La mitad de la altura de TGA se midió aplicando calor a una muestra seca de microcápsulas a una velocidad de 20°C/min y midiendo la pérdida de peso. El valor de la mitad de la altura es la temperatura a la que se pierde la mitad del peso de la muestra. El valor de la mitad de la altura se puede considerar como una medida de la fuerza de las microcápsulas y su resistencia al calor. Una mitad de la altura más alta implica cápsulas más fuertes.

(iii) El tamaño de las partículas (tal como el diámetro d50) se midió usando un Malvern Mastersizer 2000 con la celda de medición Hydro 2000S. Este es un análisis de tamaño de partícula por difracción láser. El tamaño de partícula puede determinarse frente a un perfil estándar de látex de poliestireno (índice de refracción 1,59).

(iv) El contenido de sólidos se obtuvo midiendo el peso de sólidos (microcápsulas) de una muestra después de evaporar toda el agua por calentamiento y comparándolo con el peso original de la muestra.

Materiales usados

Los materiales utilizados en los siguientes Ejemplos y su función se identifican en la Tabla 1.

Tabla 1

Ejemplo 1

Se preparó una fase acuosa mezclando 130,0 g de agua desionizada, 39,0 g de una disolución acuosa al 10% de alcohol polivinílico (88% hidrolizado, peso molecular de 85.000 a 124.000), 1,3 g de una disolución acuosa al 50% de sal sódica del ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico y 0,1 g de antiespumante Xiameter ACP-1400. Se preparó una fase oleosa mezclando 128,7 g de laurato de laurilo (99% en peso del núcleo), 1,3 g de agente de nucleación Syncrowax HGLC (1% en peso del núcleo), 2,075 g de ácido metacrílico (25% en peso de la cubierta) 6,225 g de diacrilato de butano diol (75% en peso de la cubierta) y 0,1 g de Vazo 67. Después de calentar a 70°C, las dos fases se dispersaron utilizando un mezclador de alta velocidad. Después de 5 minutos de dispersión, se obtuvo una emulsión estable de aceite en agua con un tamaño de partícula (diámetro d50) de aproximadamente 2 gm. La emulsión se desgasificó con nitrógeno y se calentó a 80°C mientras se agitaba con un agitador de ancla. Se permitió que tuviera lugar la polimerización durante 2 horas, después de lo cual se añadió 1,0 g de una disolución acuosa al 5% de persulfato de amonio para eliminar el monómero residual de la mezcla y el contenido se mantuvo durante 1 hora más a 85°C. El producto era una composición que comprende microcápsulas según la invención.

A continuación, la composición se enfrió y se añadió una disolución de hidróxido de sodio al 10% para aumentar el pH a 7,5 y neutralizar las microcápsulas. La dispersión de microcápsulas resultante tenía un contenido de sólidos del 44,9% y un tamaño de partícula (diámetro d50) de 2,3 pm y una viscosidad Brookfield (husillo 3, 20 rpm) de 100 cPs. Este procedimiento se realizó con 3 cantidades diferentes de Syncrowax HGLC incluidas en la fase oleosa, correspondientes al 0,5%, 1 % y 2% del núcleo. La cantidad de laurato de laurilo en la fase oleosa se ajustó para formar hasta 130 g (100% en peso) de núcleo.

Ejemplo 2

La mitad de la altura de una muestra seca de las 3 muestras de microcápsulas neutralizadas producidas en el Ejemplo 1 se midió usando TGA como se describe en la presente memoria. Los resultados se dan en la Tabla 2.

Tabla 2

Ejemplo 3

El calor latente de cristalización de una muestra seca de las 3 muestras de microcápsulas neutralizadas producidas en el Ejemplo 1 se midió usando DSC como se describe en la presente memoria. Los resultados se dan en la Tabla 3.

Tabla 3

Ejemplo 4

El punto de cristalización de una muestra seca de las 3 muestras de microcápsulas neutralizadas producidas en el Ejemplo 1 se midió usando DSC como se describe en la presente memoria. Los resultados se dan en la Tabla 4.

Tabla 4

Debe entenderse que la invención no debe limitarse a los detalles de las realizaciones anteriores, que se describen únicamente a modo de ejemplo. Son posibles muchas variaciones.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Microcápsulas que comprenden un núcleo dentro de una cubierta polimérica, en donde:

a) la cubierta polimérica consiste en un copolímero formado por:

i) de 50 a 99,9%, en peso de la cubierta polimérica, de un primer monómero de cubierta etilénicamente insaturado y que tiene más de un doble enlace etilénico;

ii) de 0,01 a 50%, en peso de la cubierta polimérica, de un segundo monómero de cubierta que está etilénicamente insaturado y que tiene un doble enlace etilénico; y

b) el núcleo comprende una sustancia activa y en donde la sustancia activa es un material de cambio de fase y en donde el núcleo comprende como máximo 40% en peso de hidrocarburo; y

c) la cubierta polimérica forma menos de 8% en peso del peso total de las microcápsulas,

caracterizado por que el primer monómero de cubierta comprende al menos dos grupos funcionales seleccionados de acrilato, metacrilato, acrilamido, metacrilamido, alilo, metalilo y vinilo, y,

en donde el segundo monómero de cubierta se selecciona de ácido acrílico, ácido metacrílico, ésteres alquílicos de los mismos y mezclas de los mismos, y,

en donde las microcápsulas tienen una mitad de la altura medida por análisis termogravimétrico de al menos 350°C, donde se aplica calor a una muestra seca de microcápsulas a una velocidad de 20°C/minuto y midiendo la pérdida de peso, siendo un valor de la mitad de la altura la temperatura a la que se pierde la mitad del peso de la muestra.

2. Microcápsulas según la reivindicación 1, en donde el primer monómero de cubierta comprende un di(met)acrilato de alcanodiol.

3. Microcápsulas según cualquier reivindicación anterior, en donde el material de cambio de fase se selecciona de ácidos grasos, alcoholes y aminas grasos, y ésteres, amidas o sales de los mismos.

4. Microcápsulas según cualquier reivindicación anterior, en donde las microcápsulas comprenden al menos 80% en peso de sustancia activa, por peso total de las microcápsulas.

5. Microcápsulas según cualquier reivindicación anterior, en donde la cubierta polimérica forma de 4% en peso a 7,95% en peso del peso total de las microcápsulas.

6. Una dispersión que comprende microcápsulas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y una fase líquida, en donde la dispersión comprende al menos el 20% en peso de la sustancia activa.

7. Un polvo que comprende microcápsulas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el polvo comprende al menos el 60% en peso de la sustancia activa.

8. Un producto que comprende microcápsulas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el producto se selecciona del grupo que consiste en: textiles, ropa, prendas de vestir, ropa de cama, espumas, colchones, zapatos, guantes, materiales de construcción, hormigón, placas de yeso, placas de fibra, escayola, electrónica, microchips, baterías, disipadores de calor, aislamiento, embalaje térmico, plásticos, luces y LED’s.

9. Un proceso de formación de microcápsulas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el proceso comprende las etapas de:

a) formar un sistema de polimerización que comprende una fase acuosa y una fase oleosa dispersa donde la sustancia activa está presente en la fase oleosa;

b) polimerizar los monómeros de la cubierta para formar las microcápsulas que comprenden un núcleo de la fase oleosa dentro de la cubierta polimérica; y

c) opcionalmente, neutralizar las microcápsulas utilizando un hidróxido metálico o una amina.