ES2953551T3 - Uso de partículas poliméricas huecas para aislamiento térmico - Google Patents

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ES2953551T3 ES17860648T ES17860648T ES2953551T3 ES 2953551 T3 ES2953551 T3 ES 2953551T3 ES 17860648 T ES17860648 T ES 17860648T ES 17860648 T ES17860648 T ES 17860648T ES 2953551 T3 ES2953551 T3 ES 2953551T3
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Abstract

Un aditivo aislante térmico, producto formado a partir del mismo y método para fabricarlo, en el que el aditivo aislante térmico comprende una pluralidad de partículas poliméricas huecas que tienen un tamaño de partícula promedio de hasta aproximadamente 0,3 micrómetros. Las partículas poliméricas bajas exhiben una resistencia mecánica en una prueba de compresión de hasta aproximadamente 420 psi y una conductividad térmica que es inferior a 0,150 W/mk. Las partículas poliméricas huecas se forman individualmente como un núcleo alcalino hinchable que está al menos parcialmente encapsulado con dos o más capas de cubierta; el núcleo alcalino hinchable antes del hinchamiento presenta un tamaño medio de partícula inferior a aproximadamente 50 nanómetros. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Uso de partículas poliméricas huecas para aislamiento térmico
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere en general a partículas poliméricas que tienen un núcleo hinchable alcalino y a partículas poliméricas huecas derivadas de las mismas para su uso como aditivo de aislante térmico, así como al proceso utilizado para su preparación.
Antecedentes de la invención
Las afirmaciones de la presente sección simplemente proporcionan información básica relacionada con la presente invención y pueden no constituir la técnica anterior.
Las microesferas huecas de vidrio y cerámica, tales como arcilla calcinada y aerogeles de sílice, se encuentran disponibles comercialmente para su uso en aplicaciones que requieren aislamiento térmico. No obstante, dado que las microesferas huecas inorgánicas son grandes y tienen un diámetro total del orden de unos pocos micrómetros, su uso se encuentra inherentemente limitado. Además, algunas esferas de vidrio huecas también pueden ser extremadamente hidrófobas y difíciles de dispersar en medios acuosos, lo que reduce su conveniencia para uso en aplicaciones de revestimiento. Algunas esferas huecas inorgánicas también carecen de la capacidad sintética de baja polidispersidad, mientras que otras tienen una capa delgada que es extremadamente sensible y propensa a sufrir daños.
La patente europea n.° 2452986 describe una composición de revestimiento reflectante de infrarrojos que comprende, en porcentaje en peso basado en peso seco total de la composición, de un 0,1 % a un 50 % de partículas poliméricas huecas, de un 0,1 % a un 70 % de partículas de pigmento y de un 20 % a un 80 % de al menos un aglutinante polimérico, en la que el tamaño promedio de partícula en volumen de las partículas huecas poliméricas es de 0,3 a 1,6 micrómetros; y en la que la distribución de tamaño promedio de partícula en volumen de las partículas huecas poliméricas es tal que un 90 % de la partículas se encuentra dentro de un 10 % del tamaño promedio de partícula en volumen.
La patente de Estados Unidos n.° 8.287.998 describe una composición de revestimiento de aislante térmico que incluye partículas huecas de cerámica, vidrio y/o poliméricas. Las partículas huecas se incorporan a la composición para reducir el flujo térmico a través del sistema de revestimiento. Las partículas huecas usadas en la presente composición de revestimiento tienen un tamaño de partícula que oscila entre 0,5 y 300 micrómetros, siendo más preferido entre 5 y 200 micrómetros y siendo lo más preferido entre 10 y 150 micrómetros.
La patente europea n.° 2452986B1 describe el uso de partículas poliméricas huecas que tienen un tamaño promedio de partícula entre 0,3 y 1,6 micrómetros para mejorar la reflectancia infrarroja de la composición de revestimiento. Las partículas poliméricas huecas con un tamaño promedio de partícula entre 1,0 y 1,3 micrómetros proporcionan la reflectancia solar total más elevada, así como reflectancia del infrarrojo cercano, en comparación con las otras composiciones.
Los documentos US 2005/059748 A1 y WO 2016/028512 A1 también describen partículas poliméricas huecas.
Los métodos para obtener partículas de látex huecas también se describen, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos Nos. 4.427.836; 4.468.498; 4.594.363; 4.880.842; 4.920.160; 4.985.469; 5.216.044; 5.229.209; y 5.273.824. Por ejemplo, las partículas pueden estar formadas por medio de: (1) ejemplos 0-14 de la patente de Estados Unidos n.° 4.427.836, (2) ejemplos 0-12 de la patente de Estados Unidos n.° 4.468.498, (3) ejemplos 1-4 de la patente de Estados Unidos n.° 4.594.363, (4) ejemplos I-IX de la patente de Estados Unidos n.° 4.880.842, (5) ejemplos 1-13 de la patente de Estados Unidos n.° 4.920.160, (6) ejemplos 1-7 de la patente de Estados Unidos n.° 4.985.469, (7) ejemplos 1-7 de la patente de Estados Unidos n.° 5.216.044, (8) ejemplos 1-8 de la patente de Estados Unidos n.° 5.229.209, y (9) ejemplos 1-50 de la patente de Estados Unidos n.° 5.273.824.
Sumario de la invención
La presente divulgación se refiere generalmente al uso de una pluralidad de partículas poliméricas huecas como aditivo de aislante térmico. El aditivo de aislamiento térmico comprende una pluralidad de partículas poliméricas huecas que exhiben un tamaño promedio de partícula de hasta aproximadamente 0,3 micrómetros, alternativamente dentro del intervalo de aproximadamente 0,2 micrómetros hasta aproximadamente 0,3 micrómetros. Las partículas poliméricas huecas exhiben además una resistencia mecánica de hasta 2,8958 MPa (420 psi) y una conductividad térmica menor que 0,150 W/m-k.
Las partículas poliméricas huecas se forman individualmente para tener un núcleo hinchable alcalino que está al menos parcialmente encapsulado con dos o más capas de cubierta. El núcleo hinchable alcalino exhibe un tamaño promedio de partícula menor que aproximadamente 50 nanómetros. El núcleo hinchable alcalino comprende un producto de reacción formado por uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con al menos un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado; estando presentes los monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos en una cantidad que varía entre aproximadamente un 5 % en peso y un 100 % en peso y estando presentes los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados entre un 0 % en peso y aproximadamente un 95 % en peso, basado en el peso total de núcleo hinchable.
Los monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con funcionalidad de ácido utilizados para formar el núcleo hinchable están seleccionados entre uno o más de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido acriloxipropiónico, ácido (met)acriloxipropiónico, ácido itacónico, ácido aconítico, ácido o anhídrido, ácido fumárico , ácido crotónico, maleato de monometilo, fumarato de monometilo, itaconato de monometilo y similares. El monómero no iónico monetilénicamente insaturado está seleccionado entre al menos uno de estireno, alfa-metil estireno, p-metil estireno, t-butil estireno, viniltolueno, etileno, acetato de vinilo, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, (met)acrilonitrilo, (met)acrilamida, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de oleilo, (met)acrilato de palmitilo, (met)acrilato de estearilo y similares.
Según un aspecto de la presente divulgación, las dos o más capas de cubierta se forman de tal manera que cada capa de cubierta posterior presente un mayor grado de naturaleza hidrófoba. En otras palabras, la primera capa de cubierta, que encapsula al menos parcialmente el núcleo hinchable, es más hidrófoba que el núcleo hinchable; la siguiente capa de cubierta, que encapsula al menos parcialmente la primera capa de cubierta y el núcleo hinchable, es más hidrófoba que la primera capa de cubierta; y así sucesivamente, exhibiendo la capa de cubierta más externa el mayor grado de naturaleza hidrófoba. Por ejemplo, las partículas poliméricas que comprenden dos capas de cubierta pueden incluir una capa de cubierta interna y una capa de cubierta externa. La cubierta interna se forma como producto de reacción a partir de uno o más monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados con al menos un monómero monetilénicamente insaturado con funcionalidad de ácido; estando presentes los monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad ácido en una cantidad que varía entre un 0 % en peso y aproximadamente un 95,1 % en peso, y estando presentes los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados entre aproximadamente un 4,9 % en peso y un 100 % en peso, basado en el peso total de capa de cubierta interna, de manera que la capa de cubierta interna resultante sea más hidrófoba que el núcleo hinchable.
La capa de cubierta externa está formada para ser más hidrófoba que la capa de cubierta interna. La capa externa se forma como producto de reacción a partir de uno o más monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados con al menos un monómero monetilénicamente insaturado con funcionalidad de ácido; estando presentes los monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad ácido en una cantidad que varía entre de un 0 % en peso a aproximadamente un 15 % en peso y estando presentes los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados entre aproximadamente un 85 % en peso y un 100 % en peso, basado en el peso total de capa de cubierta externa. Cuando se desee, la capa de cubierta externa puede comprender al menos un 5 % en peso, basado en el peso total o combinado de capas de la cubierta interna y externa. Los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados y los monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad ácido usados para formar las capas de la cubierta están seleccionados entre uno o más de los monómeros no iónicos y con funcionalidad ácido descritos anteriormente con respecto al núcleo hinchable y como se define más adelante en la presente memoria.
La pluralidad de partículas poliméricas huecas se puede utilizar como aditivo de aislamiento térmico en una aplicación que requiera gestión de energía térmica. La aplicación de gestión de energía térmica puede ser, sin limitación, una aplicación de revestimiento para controlar la transferencia de calor, como aditivo para termoplásticos, una aplicación de aislamiento acústico, una aplicación de protección contra la luz ultravioleta o una aplicación para cartón.
La pluralidad de partículas poliméricas huecas utilizadas como aditivo de aislante térmico se obtiene mediante un método que comprende proporcionar una pluralidad de partículas poliméricas huecas en las que cada partícula polimérica hueca se forma individualmente con un núcleo hinchable alcalino que está al menos parcialmente encapsulado con una o más capas de cubierta. El núcleo hinchable alcalino exhibe un tamaño promedio de partícula menor que aproximadamente 50 nanómetros. El método comprende además permitir que el núcleo hinchable alcalino de cada partícula polimérica hueca se hinche, de modo que las partículas poliméricas huecas exhiban un tamaño promedio de partícula de hasta aproximadamente 0,3 micrómetros. A continuación, las partículas poliméricas huecas se recogen para formar el aditivo de aislante térmico en el que las partículas exhiben además una resistencia mecánica de hasta 2,8958 MPa (420 psi) y una conductividad térmica menor que 0,150 W/m-k.
El método incluye además formar el núcleo hinchable alcalino como producto de reacción entre uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con al menos un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado; los monómeros hidrófilos con funcionalidad de ácido están presentes en una cantidad que varía entre aproximadamente un 5 % en peso y un 100 % en peso y los monómeros no iónicos están presentes entre un 0 % en peso y aproximadamente un 95 % en peso, basado en el peso total de núcleo hinchable como se ha descrito anteriormente y se define de forma adicional en la presente memoria.
El método también puede comprender la formación de dos o más capas de cubierta de manera que las capas de cubierta se formen individualmente como producto de reacción a partir de uno o más monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados con al menos un monómero con funcionalidad de ácido monetilénicamente insaturado, siempre que cada capa de cubierta posterior sea más hidrófoba y que la capa de cubierta más interna sea más hidrófoba que el núcleo hinchable. La capa de cubierta externa puede comprender al menos un 5 % en peso del peso total o combinado de la capa de revestimiento interna y la capa de revestimiento externa. En la capa de cubierta interna, los monómeros con funcionalidad ácido están presentes en una cantidad que varía entre un 0 % en peso y aproximadamente un 95,1 % en peso y los monómeros no iónicos están presentes entre aproximadamente un 4,9 % en peso y un 100 % en peso, basado en el peso total de la capa de cubierta interna. En la capa de cubierta externa, los monómeros con funcionalidad de ácido están presentes en una cantidad que varía entre un 0 % en peso y aproximadamente un 15 % en peso y los monómeros no iónicos están presentes entre aproximadamente un 85 % en peso y un 100 % en peso, basado en el peso total de capa de la cubierta externa como se ha descrito anteriormente y se define con más detalle en la presente memoria.
Cuando se desee, el método puede comprender además la incorporación de la pluralidad de partículas poliméricas huecas utilizadas como aditivo de aislamiento térmico en una composición de producto para su uso en una aplicación de gestión de energía térmica. La aplicación de gestión de energía térmica puede incluir, pero sin limitación, una aplicación de revestimiento para controlar la transferencia de calor, como aditivo para termoplásticos, una aplicación de aislamiento acústico, una aplicación de protección contra la luz ultravioleta o una aplicación para cartón destinada a obstaculizar la luz o el sonido a través del medio aplicado.
Otras áreas de aplicación resultarán evidentes a partir de la descripción proporcionada en la presente memoria. Se debe entender que la descripción y los ejemplos específicos están destinados únicamente a fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la presente divulgación.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos que se describen en la presente memoria tienen únicamente fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la presente descripción en modo alguno.
La Figura 1 es una vista microscópica de transmisión de partículas poliméricas huecas formadas según las consideraciones de la presente divulgación;
la Figura 2 es una representación gráfica de la conductividad térmica teórica para un sistema poroso relleno de aire representada en función del tamaño de poro; y
la Figura 3 es una representación esquemática de un método para formar partículas poliméricas huecas, así como para incorporar las partículas en una composición de producto, según las consideraciones de la presente divulgación.
Descripción detallada
La siguiente descripción es meramente a modo de ejemplo y de ninguna manera pretende limitar la presente divulgación o su aplicación o usos. Por ejemplo, la pluralidad de partículas poliméricas huecas usadas como aditivo de aislante térmico fabricadas y usadas según las consideraciones recogidas en la presente memoria se describen a lo largo de la presente divulgación junto con revestimientos para ilustrar más completamente la composición y el uso de la misma. La incorporación de la pluralidad de partículas poliméricas huecas utilizadas como aditivo de aislante térmico en otras composiciones de producto que se utilizan en otras aplicaciones o productos se contempla dentro del alcance de la presente divulgación. Las posibles aplicaciones alternativas para el uso de productos que contienen las partículas de la presente divulgación incluyen aislamiento acústico, protección frente a luz ultravioleta, aplicaciones para cartón y cualquier otra aplicación que requiera gestión de energía térmica. Dichas composiciones de producto pueden incluir, entre otros, revestimientos, termoplásticos, pinturas, adhesivos, sellantes, masillas o tintas. Se debe entender que a lo largo de la descripción, los números de referencia correspondientes indican partes y características similares o correspondientes.
Haciendo referencia a la Figura 1, la presente divulgación proporciona generalmente un aditivo 1 de aislante térmico que comprende una pluralidad de partículas 5 poliméricas huecas, que presentan un tamaño promedio de partícula de hasta aproximadamente 0,30 micrómetros; alternativamente, en el intervalo de aproximadamente 0,2 micrómetros a aproximadamente 0,3 micrómetros. Se puede medir el tamaño promedio de partícula de las partículas 5 poliméricas huecas. La medición de tamaño promedio de partícula y las distribuciones de tamaño de partícula asociadas exhibidas por las partículas poliméricas huecas se logra utilizando la norma ASTM E 2490-09 (ASTM International, West Conshohocken, PA).
Estas partículas 5 poliméricas huecas presentan una resistencia mecánica de hasta 2,8958 MPa (420 psi) y una conductividad térmica menor que 0,150 W/m-k. Alternativamente, la resistencia mecánica es de hasta aproximadamente 2,8269 MPa (410 psi); alternativamente, entre aproximadamente 0,3447 MPa (50 psi) y aproximadamente 2,8269 MPa (410 psi); alternativamente, entre aproximadamente 0,6895 MPa (100 psi) y aproximadamente 2,7579 MPa (400 psi). Alternativamente, la conductividad térmica de las partículas 5 poliméricas huecas es menor que 0,100 W/m-k; alternativamente, menor que 0,075 W/m-k; alternativamente entre aproximadamente 0,050 W/m-k y aproximadamente 0,070 W/m-k. La resistencia mecánica se puede medir mediante cualquier método conocido, incluido, sin limitación, un ensayo de compresión. La conductividad térmica se puede medir, sin limitación, utilizando un analizador de constantes térmicas (TPS 2500S, Hot Disk AB, Gotemburgo, Suecia).
Todavía haciendo referencia a la Figura 1, las partículas 5 poliméricas huecas se forman individualmente con cada una de las partículas que comprende, consiste en o consiste esencialmente en un núcleo 10 hinchable alcalino que está al menos parcialmente encapsulado con dos o más capas de cubierta 15. Los núcleos hinchables alcalinos en su estado no hinchado exhiben un tamaño promedio de partícula menor que 50 nanómetros; alternativamente, menor que aproximadamente 40 nanómetros; alternativamente, menor que aproximadamente 35 nanómetros; alternativamente, entre aproximadamente 5 nanómetros y aproximadamente 40 nanómetros.
El núcleo hinchable alcalino se forma como producto de reacción a partir de polimerización en emulsión de uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con funcionalidad de ácido con al menos un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado. Los monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con funcionalidad de ácido están presentes en una cantidad que varía de aproximadamente un 5 % en peso a un 100 % en peso y los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados están presentes entre un 0 % en peso y aproximadamente un 95 % en peso, basado en el peso total de núcleo hinchable. Alternativamente, los monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con funcionalidad de ácido están presentes en una cantidad que varía de aproximadamente un 5 % en peso a aproximadamente un 50 % en peso; alternativamente, entre aproximadamente un 50 % en peso y un 100 % en peso; alternativamente, entre aproximadamente un 25 % en peso y aproximadamente un 75 % en peso. Alternativamente, los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados están presentes en una cantidad que varía de aproximadamente un 50 % en peso a aproximadamente un 95 % en peso; alternativamente, entre aproximadamente un 0 % en peso y aproximadamente un 50 % en peso; alternativamente, entre aproximadamente un 25 % en peso y aproximadamente un 75 % en peso.
Diversos ejemplos de monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con funcionalidad de ácido utilizados para formar el núcleo hinchable incluyen, sin limitación, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido acriloxipropiónico, ácido (met)acriloxipropiónico, ácido itacónico, ácido aconítico, ácido maleico o anhídrido, ácido fumárico, ácido crotónico, maleato de monometilo, fumarato de monometilo, itaconato de monometilo y similares, así como monómeros de ácido que contienen fósforo que incluyen, sin limitación, ácido vinilfosfónico, ácido alilfosfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanofosfónico, ácido a-fosfonoestireno y ácido 2-metilacrilamido-2-metilpropanofosfónico. Alternativamente, los monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad ácido son ácido acrílico y/o ácido metacrílico.
Diversos ejemplos de monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados utilizados para formar el núcleo hinchable incluyen, entre otros, estireno, alfa-metil estireno, p-metil estireno, t-butil estireno, viniltolueno, etileno, acetato de vinilo, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, (met)acrilonitrilo, (met)acrilamida, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de oleilo, (met)acrilato de palmitilo, (met)acrilato de estearilo y similares. Alternativamente, los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados son metacrilato de metilo y/o acrilato de butilo.
Las dos o más capas de cubierta están seleccionadas individualmente como homopolímero o copolímero. El primer polímero de cubierta o capa de cubierta interna se forma como producto de reacción a partir de un 0 % en peso a aproximadamente un 95,1 % en peso de al menos un monómero monoetilénicamente insaturado con funcionalidad de ácido y de aproximadamente un 4,9 % en peso a un 100 % en peso, basado en el peso total de primer polímero de cubierta, de un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado, siempre que esta capa más interna sea más hidrófoba que el núcleo hinchable. Alternativamente, la capa de cubierta interna se forma utilizando un monómero monoetilénicamente insaturado con funcionalidad de ácido en una cantidad que varía de un 0 % en peso a aproximadamente un 50 % en peso; alternativamente, de aproximadamente un 50 % en peso a aproximadamente un 95,1 % en peso; alternativamente, de aproximadamente un 25 % en peso a aproximadamente un 75 % en peso y un monómero monoetilénicamente insaturado no iónico en una cantidad que varía de aproximadamente un 50 % en peso a un 100 % en peso; alternativamente, de aproximadamente un 4,9 % en peso a aproximadamente un 50 % en peso; alternativamente, de aproximadamente un 25 % en peso a aproximadamente un 75 % en peso.
Esta capa de cubierta primera o interna encapsula al menos parcialmente el núcleo hinchable. Alternativamente, la primera capa de cubierta encapsula completamente el núcleo hinchable. La relación entre peso de polímero de núcleo con respecto a peso de primer polímero de cubierta varía de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 1:100; alternativamente, de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 1:80; alternativamente, de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:60. La primera capa de cubierta también puede exhibir una temperatura de transición vítrea (Tg) mayor que -50 °C; alternativamente, mayor que 0 °C; alternativamente, hasta aproximadamente 150 °C. La temperatura de transición vítrea (Tg) se puede determinar usando calorimetría diferencial de barrido (DSC), o cualquier otra técnica conocida.
Diversos ejemplos de monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados utilizados para formar la primera capa de cubierta incluyen, sin limitación, los descritos anteriormente con respecto a la formación del núcleo hinchable. Alternativamente, los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados son metacrilato de metilo y/o acrilato de butilo. Diversos ejemplos de monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad de ácido utilizados para formar la primera capa de cubierta incluyen, sin limitación, los descritos anteriormente con respecto a la formación del núcleo hinchable; alternativamente, ácido metacrílico.
Se forma una segunda capa de cubierta sobre la primera capa de cubierta. Esta segunda capa de cubierta encapsula al menos parcialmente la primera capa de cubierta o la capa de cubierta más interna y el núcleo hinchable. Cuando únicamente están presentes dos capas de cubierta, esta segunda capa de cubierta también se puede denominar capa de cubierta externa. La capa de cubierta externa comprende de un 0 % en peso a aproximadamente un 15 % en peso, alternativamente, de aproximadamente un 0,1 % en peso a aproximadamente un 10 % en peso, de al menos un monómero monoetilénicamente insaturado con funcionalidad de ácido y de aproximadamente un 85 % en peso a un 100 % en peso, alternativamente, de aproximadamente un 90 % en peso a aproximadamente un 99,9 % en peso, basado en el peso total de polímero de cubierta externa, de un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado.
La segunda capa de cubierta exhibe una temperatura de transición vítrea (Tg) al menos igual o menor que la primera capa de cubierta; alternativamente, la temperatura de transición vítrea (Tg) de la segunda capa de cubierta es menor que Tg de la primera capa de cubierta. Esta segunda capa de cubierta también puede comprender al menos un 5 % en peso; alternativamente un 10 % en peso o más, basado en el peso total o combinado tanto de capa de cubierta interna o primera capa de cubierta como de capa de cubierta externa o segunda capa de cubierta. Después de la aplicación de la capa de cubierta externa, las partículas estratificadas que se forman se neutralizan con una base de tal manera que el núcleo se hincha, formando de este modo las partículas huecas.
Diversos ejemplos de monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados utilizados para formar la capa de cubierta externa incluyen, sin limitación, los descritos anteriormente con respecto a la formación del núcleo hinchable; alternativamente, estireno, metacrilato de metilo y/o acrilato de butilo. Diversos ejemplos de monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad de ácido utilizados para formar la capa externa incluyen, con limitación, los descritos anteriormente con respecto a la formación del núcleo hinchable; alternativamente, ácido metacrílico. Alternativamente, la capa de cubierta más externa puede estar compuesta sustancialmente por monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados.
De manera similar, cuando se utilizan más de dos capas de cubierta, cada capa de cubierta posterior aplicada es más hidrófoba que la capa de cubierta aplicada previamente, siendo la capa de cubierta más interna la más hidrófila y siendo la capa de cubierta más externa la más hidrófoba. Todas las capas de cubierta son más hidrófobas que el núcleo hinchable. Cada capa de cubierta subsiguiente incorporada a las partículas huecas puede comprender composiciones derivadas de los monómeros monetilénicamente insaturados no iónicos y con funcionalidad de ácido descritos previamente para el núcleo hinchable, la capa de cubierta interna y la capa de cubierta externa. La capa de cubierta más externa puede estar compuesta sustancialmente por monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados.
Con referencia ahora a la Figura 2, se representa la conductividad térmica teórica de un sistema poroso que contiene aire en los huecos o poros huecos en función del tamaño de poro. La existencia de pequeñas partículas huecas se traduce en una mayor probabilidad de colisiones con las paredes de las partículas en lugar de con otras moléculas de gas, lo que genera el denominado efecto Knudsen. Cuando el tamaño de hueco en el sistema poroso (es decir, el "tamaño de poro") alcanza aproximadamente de 1 micrómetro (por ejemplo, 1.000 nm), la conductividad térmica puede ser equivalente a la de aire a 25 mW/m-k (0,250 W/m-k). En otras palabras, el efecto Knudson se vuelve despreciable para tamaños de poro mayores que aproximadamente 1 micrómetro. Cuando el tamaño de poro es menor que 1 micrómetro, la conductividad térmica del sistema poroso puede ser menor que la que presenta el aire, debido a que las colisiones entre las moléculas de gas y las partículas huecas son elásticas y transfieren pequeñas cantidades de energía, en comparación con las colisiones que suceden únicamente entre moléculas de gas.
Las partículas poliméricas huecas formadas según las consideraciones de la presente divulgación presentan una conductividad térmica menor que 0,150 W/m-k; alternativamente, menor que 0,130 W/m-k; alternativamente, menor que 0,110 W/m-k; alternativamente, entre 0,05 W/m-k y 0,110 W/m-k; alternativamente, entre aproximadamente 0,05 W/m-k y 0,07 W/m-k. La conductividad térmica de las partículas poliméricas huecas se puede medir utilizando cualquier método conocido, incluido, sin limitación, el uso de un analizador de constantes térmicas.
Las partículas poliméricas huecas se forman para tener una resistencia mecánica de hasta 2,8958 MPa (420 psi). Alternativamente, la resistencia mecánica es de hasta aproximadamente 2,8269 MPa (410 psi); alternativamente, entre aproximadamente 0,3447 MPa (50 psi) y aproximadamente 2,8269 MPa (410 psi); alternativamente, entre aproximadamente 0,6895 MPa (100 psi) y aproximadamente 2,7579 MPa (400 psi). La resistencia mecánica se puede medir usando cualquier método conocido, incluyendo, sin limitación, un ensayo de compresión.
Las partículas huecas de la presente divulgación se usan en aplicaciones de aislamiento térmico porque proporcionan la ventaja de una conductividad térmica más baja o reducida. Estas partículas poliméricas huecas también exhiben una elevada resistencia mecánica que permite que las partículas mantengan su forma y no se rompan o deformen durante su preparación y aplicación. Se cree que la reducción de conductividad térmica asociada a estas partículas huecas se debe al aire retenido dentro de los núcleos huecos de las mismas. Las pequeñas partículas huecas de la presente divulgación funcionan de manera comparable o mejor que las perlas de vidrio de sílice (50-100 mW/m-k). La conductividad térmica de las partículas huecas pequeñas se puede reducir aún más, cuando se desee, intercambiando el aire encapsulado dentro de los poros de partícula por un gas que muestre un valor de conducción de gas más bajo o creando un vacío dentro del espacio hueco de las partículas.
Las partículas huecas pequeñas de la presente divulgación proporcionan un rendimiento de aislamiento térmico similar, si no superior, a las partículas más grandes cuando se utilizan en un producto formulado, tal como revestimientos, pinturas, termoplásticos, adhesivos, sellantes, tintas o similares. La modificación de densidad de reticulación y espesor de cubierta de las partículas poliméricas huecas permite que estas partículas huecas se utilicen en formulaciones que pasan por procesos de formación de compuestos o extrusión durante su preparación o aplicación. Las partículas poliméricas huecas se dispersan fácilmente en medios acuosos, tienen una cubierta fuerte que no forma película con valor de Tg elevado y produce distribuciones de tamaño de partícula con baja polidispersidad; alternativamente, con una polidispersidad menor que aproximadamente 1,3. Las pequeñas partículas huecas exhiben propiedades de aislamiento térmico cuando se usan como aditivo en una formulación de un producto.
Según otro aspecto de la presente divulgación, las partículas poliméricas huecas se pueden usar como aditivo de aislamiento térmico en una composición de producto para su uso en una aplicación que requiera gestión de energía térmica. La aplicación de gestión de energía térmica puede ser, sin limitación, una aplicación de revestimiento, tal como aditivo para termoplásticos, una aplicación de protección frente a luz ultravioleta, una aplicación para cartón o una aplicación de composite para obstaculizar el paso de luz o sonido a través del medio aplicado. Un ejemplo específico de aplicación de composite incluye, sin limitación, una aplicación en la que la estructura de composite comprende un composite de PVC o PMMA modificado por adición del aditivo de aislante térmico.
Según otro aspecto de la presente divulgación, la composición de producto puede ser una composición de látex que comprende una pluralidad de partículas poliméricas en forma de capas dispersadas en un medio acuoso. Estas composiciones de látex pueden comprender hasta aproximadamente un 50 % en peso, alternativamente, hasta aproximadamente un 45 % en peso de aditivo de aislante térmico, basado en el peso total de polímeros activos de látex. El límite inferior para la incorporación del aditivo de aislante térmico en la composición de látex se puede establecer en aproximadamente un 1 % en peso; alternativamente, un 5 % en peso; alternativamente, aproximadamente un 15 % en peso; alternativamente, aproximadamente un 25 % en peso; alternativamente, aproximadamente un 30 % en peso, basado en el peso total de polímeros activos en el látex.
La composición de látex se puede usar, con o sin la incorporación de otros aditivos, tales como revestimiento, como aditivo para termoplásticos, pintura, adhesivo, sellante, masilla o tinta usada en una aplicación que requiera una conductividad térmica reducida. El revestimiento, pintura, adhesivo, sellante, masilla o tinta se pueden usar, sin limitación, en una aplicación de pintura para tráfico, en una aplicación decorativa o arquitectónica, como adhesivo sensible a la presión, en una aplicación de cubierta, en una aplicación para techo, en una aplicación de "caída en seco" o en una aplicación de imprimación.
Las composiciones de látex pueden además comprender, consistir en o consistir esencialmente en uno o más polímeros adicionales, así como cualesquiera otros aditivos conocidos o deseados. Los polímeros adicionales pueden incluir, entre otros, un polímero o copolímero que procede de uno o más monómeros de (met)acrilato, vinilaromático, alifático etilénicamente insaturado o éster vinílico, así como diversas combinaciones de los mismos. Los otros aditivos, pueden comprender sin limitación, cualquier tipo de pigmentos o colorantes, materiales de relleno, dispersantes o tensioactivos, agentes coalescentes, neutralizadores de pH, plastificantes, antiespumantes, tensioactivos, espesantes, biocidas, co-disolventes, modificadores de reología, agentes humectantes o dispersantes, agentes de nivelación, aditivos conductores, promotores de adhesión, agentes anti-formación de bloques, agentes anti-formación de cráter o agentes anti-deslizamiento, agentes anticongelantes, inhibidores de corrosión, agentes antiestáticos, retardantes de llama, abrillantadores ópticos, absorbedores de UV u otros estabilizadores de luz, agentes quelantes, agentes de reticulación, agentes de aplanado, floculantes, humectantes, insecticidas, lubricantes, odorantes, aceites, ceras o coadyuvantes de anti-deslizamiento, repelentes de suciedad o agentes resistentes a manchas, así como mezclas y combinaciones de los mismos. La elección de aditivos incorporados en la composición de revestimiento se determina en base a una diversidad de factores, que incluyen la naturaleza del polímero acrílico o la dispersión de látex y el uso previsto de la composición de revestimiento, por nombrar algunos.
Diversos ejemplos de pigmentos y colorantes incluyen, sin limitación, óxidos metálicos, tales como dióxido de titanio, óxido de cinc u óxido de hierro, así como colorantes orgánicos o combinaciones de los mismos. Los ejemplos de materiales de relleno pueden incluir, sin limitación, carbonato de calcio, nefelina sienita, feldespato, tierra de diatomeas, talco, aluminosilicatos, sílice, alúmina, arcilla, caolín, mica, pirofilita, perlita, barita o volastonita, y combinaciones de los mismos.
Diversos ejemplos de co-disolventes y plastificantes incluyen etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol y combinaciones de los mismos, entre otros. Los coalescentes típicos, que contribuyen a la formación de película durante el secado, incluyen, entre otros, éter monometílico de etilenglicol, éter monobutílico de etilenglicol, acetato de éter monoetílico de etilenglicol, acetato de éter monobutílico de etilenglicol, éter monobutílico de dietilenglicol y acetato de éter monoetílico de dietilenglicol, así como combinaciones de los mismos.
Diversos ejemplos de dispersantes pueden incluir, sin limitación, cualesquiera tensioactivos no iónicos conocidos, tales como sales de sulfosuccinatos de amonio, metal alcalino, metal alcalinotérreo y alquilo inferior de amonio cuaternario, sulfatos de alcohol graso superior, sulfonatos de arilo, sulfonatos de alquilo, sulfonatos de alquilarilo y/o o tensioactivos iónicos, tales como alquilfenoxipolietoxietanoles u óxido de etileno derivados de ácidos carboxílicos de cadena larga, así como poli(dispersantes de ácido), tales como poli(ácido acrílico) o poli(ácido metilacrílico) o sales de los mismos, y dispersantes copoliméricos hidrófobos, tales como copolímeros de ácido acrílico , ácido metacrílico o ácido maleico con monómeros hidrófobos.
Diversos ejemplos de agentes espesantes pueden incluir, sin limitación, polímeros de uretano de óxido de etileno hidrofóbicamente modificados (HEUR), polímeros de emulsión soluble en álcali hidrofóbicamente modificados (HASE), hidroxietilcelulosas hidrofóbicamente modificadas (HMHEC), poliacrilamida hidrofóbicamente modificada y combinaciones de los mismos.
La incorporación de diversos antiespumantes, tales como, por ejemplo, polidimetilsiloxanos (PDMS) o polisiloxanos modificados con poliéter, se puede llevar a cabo para minimizar la formación de espuma durante la mezcla y/o aplicación de la composición de revestimiento. Se pueden incorporar biocidas adecuados para inhibir la proliferación de bacterias y otros microbios en la composición de revestimiento durante el almacenamiento.
Se piensa que los revestimientos, que pueden incluir, entre otros, pinturas, adhesivos, sellantes, masillas y tintas, formados a partir de las composiciones de producto de látex descritas en la presente memoria, así como los métodos de formación de estos revestimientos, están dentro del alcance de la presente divulgación. En general, los revestimientos se forman aplicando una formulación de revestimiento descrita en la presente memoria a una superficie y permitiendo que el revestimiento se seque para formar el revestimiento o película. Los revestimientos secos resultantes normalmente comprenden, como mínimo, una pluralidad de partículas poliméricas en forma de capas. Las formulaciones de revestimiento y/o los revestimientos secos pueden comprender además uno o más polímeros y/o aditivos adicionales como se ha descrito anteriormente o como resultan conocidos por los expertos en la técnica. El espesor de revestimiento puede variar dependiendo de la aplicación del revestimiento. El espesor de revestimiento puede ser cualquier espesor deseable para su uso en una aplicación particular; alternativamente, el intervalo para el espesor seco de revestimiento está entre aproximadamente 0,025 mm (1 milésima de pulgada) y aproximadamente 2,5 mm (100 milésimas de pulgada).
Las composiciones de látex se pueden aplicar a una diversidad de superficies diferentes que incluyen, sin limitación, metal, asfalto, hormigón, piedra, cerámica, madera, plástico, polímero, espuma de poliuretano, vidrio y combinaciones de los mismos. Las composiciones de producto de látex se pueden aplicar a superficies interiores o exteriores de un producto comercial o artículo o bien fabricado. Cuando se desee, la superficie puede ser una superficie arquitectónica, tal como un techo, pared, pavimento o combinación de los mismos. Las composiciones de látex se pueden aplicar utilizando cualquier método disponible, incluidos, sin limitación, aplicación con rodillo, cepillado, revestimiento de flujo, revestimiento por inmersión o revestimiento por pulverización, incluidos, sin limitación, pulverización con aire, pulverización asistida por aire, pulverización sin aire, pulverización de alto volumen y baja presión (HVLP) y pulverización sin aire asistida por aire.
Con referencia ahora a la Figura 3, un método 50 para formar las partículas poliméricas huecas utilizadas como aditivo de aislante térmico comprende proporcionar 55 una pluralidad de partículas poliméricas huecas en las que cada partícula polimérica hueca se forma individualmente con un núcleo hinchable alcalino que está al menos parcialmente encapsulado con dos o más capas de cubierta. El núcleo hinchable alcalino exhibe un tamaño promedio de partícula antes del hinchamiento menor que 50 nanómetros. El método comprende además formar 60 los núcleos hinchables alcalinos como producto de reacción entre monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos y no iónicos y formar 65 dos o más capas de cubierta que encapsulan al menos parcialmente el núcleo hinchable. Las capas de cubierta se forman como producto de reacción entre monómeros monoetilénicamente insaturados que contienen ácido y/o no iónicos. Alternativamente, la capa de cubierta más externa puede estar compuesta sustancialmente por monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados.
El método 50 también comprende permitir 70 que el núcleo hinchable alcalino de cada partícula polimérica hueca se hinche, de modo que las partículas poliméricas huecas exhiban un tamaño promedio de partícula de hasta 0,3 micrómetros, alternativamente dentro del intervalo de hasta aproximadamente 0,2 micrómetros; alternativamente, entre aproximadamente 0,2 micrómetros y aproximadamente 0,3 micrómetros. A continuación, las partículas poliméricas huecas se recogen 75 para formar el aditivo de aislante térmico en el que las partículas exhiben además una resistencia mecánica en un ensayo de compresión de hasta 2,8958 MPa (420 psi) y una conductividad térmica menor que 0,150 W/m-k.
Como se usa en la presente memoria, recoger las partículas poliméricas huecas hinchadas incluye recoger las partículas en forma de polvo o mantenerlas como dispersión acuosa. En otras palabras, el aditivo de aislante térmico se puede almacenar y utilizar posteriormente en forma de polvo o en forma de dispersión acuosa de partículas. Las partículas poliméricas huecas se pueden recoger en forma de polvo utilizando cualquier método comercialmente disponible o conocido, que incluye, sin limitación, el uso de filtración, tamizado, centrifugación, secado por pulverización, secado por congelación, secado en tambor, precipitación electrostática y cromatografía de exclusión por tamaños, por nombrar algunos. Alternativamente, las partículas se pueden recoger mediante secado por pulverización o filtración. Se pueden utilizar cualesquiera variaciones conocidas en las técnicas de recogida sin exceder el alcance de la presente divulgación. Por ejemplo, la filtración puede incluir, sin limitación, filtración en caliente, filtración en frío o filtración a vacío, así como el uso de diferentes tipos de medios filtrantes, por ejemplo, un filtro de superficie o un filtro de profundidad. El secado por pulverización puede incluir, sin limitación, el uso de un dispositivo de secado por pulverización en el que el atomizador o la boquilla es un disco giratorio, una boquilla de remolino o una boquilla ultrasónica, por nombrar algunos.
Todavía con referencia a la Figura 3, cuando sea deseable, el método 50 puede comprender además incorporar 80 el aditivo de aislamiento térmico a una composición de producto para su uso en una aplicación de gestión de energía, tal como, sin limitación, una aplicación de revestimiento, una aplicación de protección frente a luz UV o una aplicación para cartón. El aditivo de aislamiento térmico se puede incorporar a la composición de producto ya sea añadiendo el aditivo en forma de polvo o en forma de una dispersión acuosa.
Ejemplo 1: Conductividad térmica de partículas poliméricas huecas
El aditivo de aislamiento térmico, que comprende una pluralidad de partículas huecas, se incorpora en una película de ~0,5 mm (20 milésimas de pulgada) de espesor. Se añade una cantidad predeterminada de partículas poliméricas huecas formadas según las consideraciones de la presente descripción a un aglutinante de látex. La formulación de producto resultante comprende aproximadamente un 30 % en peso de partículas poliméricas huecas en el Experimento N.° 1 y aproximadamente un 17 % en peso de partículas poliméricas huecas en el Experimento N.° 2. A continuación, se forma una película sobre papel desprendible a partir de cada formulación de producto utilizando una barra de estirado de ~0,5 mm (20 milésimas de pulgada). A continuación, las películas se colocan en un horno a 60 °C durante 1 hora o se mantienen a temperatura ambiente durante un período de tiempo más largo para que se sequen.
La conductividad térmica de las películas se mide utilizando un Analizador de Constantes Térmicas Hot Disk TPS 2500S (Hot Disk AB, Gotemburgo, Suecia y ThermTest Inc., Fredericton, Canadá). El ensayo se lleva a cabo colocando un sensor entre dos películas de 60 mm de diámetro, seguido de compresión uniforme de las películas entre dos cilindros de acero inoxidable de 25 mm de espesor con conductividad térmica conocida y un peso de latón de 2 kg. Cuando sea necesario, las muestras de polvo también se pueden someter a ensayo colocándolas en una copa de aluminio molido y comprimiéndolas con un ariete, bajo un cilindro de acero inoxidable y un peso de latón de 2 kg. Las mediciones de conductividad térmica obtenidas para las partículas poliméricas huecas en las películas de los Experimentos Nos. 1 y 2, así como para una película de control que comprende únicamente el aglutinante acrílico de vinilo (Encor® 310) se proporcionan en la Tabla 1 a continuación.
Tabla 1. Resultados de conductividad térmica para películas de látex que contienen partículas huecas pequeñas
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También se midió la conductividad térmica de las pequeñas partículas huecas incorporadas en los Experimentos Nos. 1 y 2 utilizando un analizador de constantes térmicas (TPS 2500S, Hot Disk AB, Suecia). Se midió que la conductividad térmica de las partículas huecas pequeñas en los Experimentos 1 y 2 era del orden de 0,06 mW/m-k.
El presente ejemplo demuestra que la conductividad térmica exhibida por las pequeñas partículas huecas de la presente divulgación es menor que la conductividad térmica promedio de una película de control comparativa. La conductividad térmica medida para las pequeñas partículas poliméricas huecas es menor que 0,150 W/m-k.
Ejemplo 2: Ensayo de compresión para partículas huecas
Los ensayos de aptitud de compresión se pueden llevar a cabo utilizando un reómetro de polvo (FT-4, Freeman Technology, Reino Unido) o una prensa hidráulica. El ensayo de aptitud de compresión que utiliza un reómetro de polvo se describe en el método normalizado W7008 proporcionado por el fabricante (Freeman Technology). Esta medición normalizada utiliza un pistón ventilado para comprimir la muestra bajo una tensión normal creciente. Para cada etapa de compresión, la tensión normal se mantiene constante durante 60 segundos para permitir la estabilización del polvo. Para el presente experimento, se aplican etapas de compresión de 0,5 kPa a 80 kPa a la columna de polvo y se mide el cambio de volumen para cada tensión normal aplicada.
Cuando el ensayo de aptitud de compresión se lleva a cabo con una prensa hidráulica, se introducen aproximadamente 25 cm3 de polvo en un molde rectangular que tiene un área de 15,8 pulgadas cuadradas (100 cm2). Se aplica una fuerza normal constante a la muestra a temperatura ambiente con un tiempo de retención de 10 minutos.
Ejemplo 3: Composición polimérica en emulsión con cuatro capas de cubierta
El presente ejemplo demuestra la formación de partículas huecas que tienen un diámetro promedio de aproximadamente 0,2-0,3 μm medido usando dispersión de luz dinámica (Nanotrac®, Microtrac Inc., grupo Nikkiso, Pensilvania) con confirmación proporcionada mediante el uso de microscopía electrónica de transmisión (2000FX, JEOL TEM, Massachusetts) y microscopía electrónica de barrido (S3200, Hitachi High Technologies America, Illinois). Los niveles de monómero están predeterminados y controlados para producir un núcleo hinchable alcalino que tenga un diámetro promedio de partícula de aproximadamente 40 nanómetros. A continuación se aplican dos capas de cubierta a este núcleo hinchable.
Las preemulsiones monoméricas para el núcleo se preparan haciendo reaccionar una cantidad prescrita de metacrilato de metilo con ácido metacrílico. A continuación, se añade una proporción diferente de monómeros de metacrilato de metilo y ácido metacrílico usados para formar la 1" capa o capa de cubierta interna al reactor que contiene las partículas de núcleo hinchables.
Se preparan tres preemulsiones de monómeros utilizadas a partir de las capas de cubierta 2", 3", y 4". La capa de cubierta 2 contiene metacrilato de metilo, ácido metacrílico y monómeros de estireno. La capa de cubierta 3 contiene estireno, divinilbenceno (80 %) y ácido oleico. La capa de cubierta 4 contiene estireno puro.
La 2" mezcla de pre-emulsión monomérica de cubierta se alimenta al reactor y se deja reaccionar. A continuación se alimenta la 3" mezcla de pre-emulsión monomérica de cubierta al reactor y se deja reaccionar. Inmediatamente después de esta alimentación de base, se añade la 4" mezcla de pre-emulsión de cubierta al reactor. Las partículas huecas formadas de este modo se recogen a continuación y se almacenan para caracterización y utilización posterior.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Uso de una pluralidad de partículas poliméricas huecas como aditivo de aislante térmico,
    en el que las partículas poliméricas huecas tienen un tamaño promedio de partícula de hasta 0,3 micrómetros determinado según la norma ASTM E 2490-09;
    en el que las partículas poliméricas huecas exhiben una resistencia mecánica en un ensayo de compresión de hasta 2,8958 MPa (420 psi) y una conductividad térmica menor que 0,150 W/m-k
    en el que la pluralidad de partículas poliméricas huecas se obtiene mediante un método que comprende:
    proporcionar una pluralidad de partículas poliméricas huecas; estando formadas individualmente las partículas poliméricas huecas como un núcleo hinchable alcalino que está al menos parcialmente encapsulado con dos o más capas de cubierta; exhibiendo el núcleo hinchable alcalino un tamaño promedio de partícula menor que 50 nanómetros determinado según ASTM E 2490-09;
    permitir que el núcleo hinchable alcalino de cada partícula polimérica hueca se hinche, de modo que las partículas poliméricas huecas exhiban un tamaño promedio de partícula de hasta 0,3 micrómetros determinado según la norma ASTM E 2490-09; y
    recoger las partículas poliméricas huecas hinchadas para formar el aditivo de aislante térmico;
    en el que las capas de cubierta son más hidrófobas que el núcleo hinchable;
    en el que el método incluye además formar el núcleo hinchable alcalino como producto de reacción a partir de un 5 % en peso a un 100 % en peso de uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad de ácido hidrofílico con una cantidad de un 0 % en peso a un 95 % en peso de al menos un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado, basado en el peso total de núcleo hinchable
    en el que el método comprende además formar las dos o más capas de cubierta de modo que la capa de cubierta externa comprenda al menos un 5 % en peso del peso total o combinado de la capa de cubierta interna y la capa de cubierta externa;
    la capa de cubierta interna se forma individualmente como producto de reacción de un 0 % en peso a un 95,1 % en peso de monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad de ácido y de un 4,9 % en peso a un 100 % en peso de monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados, basado en el peso total de la capa de cubierta interna;
    la capa de cubierta externa se forma individualmente como producto de reacción de un 0 % en peso a un 15 % en peso de monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad de ácido y de un 85 % en peso % y un 100 % en peso de monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados, basado en el peso total de la capa de cubierta externa
    en el que la capa de cubierta externa es más hidrófoba que la capa de cubierta interna.
  2. 2. - El uso según la reivindicación 1, en el que los monómeros monoetilénicamente insaturados hidrófilos con funcionalidad de ácido usados para formar el núcleo hinchable están seleccionados entre uno o más de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido acriloxipropiónico, ácido (met)acriloxipropiónico, ácido itacónico, ácido aconítico, ácido maleico o anhídrido, ácido fumárico, ácido crotónico, maleato de monometilo, fumarato de monometilo e itaconato de monometilo, ácido vinilfosfónico, ácido alilfosfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanofosfónico, a-fosfonoestireno y ácido 2-metilacrilamido-2-metilpropanofosfónico; y el monómero no iónico monoetilénicamente insaturado está seleccionado como al menos uno entre estireno, alfa-metil estireno, p-metil estireno, t-butil estireno, viniltolueno, etileno, acetato de vinilo, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, (met)acrilonitrilo, (met)acrilamida, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de oleilo, (met)acrilato de palmitilo y (met)acrilato de estearilo.
  3. 3. - El uso según la reivindicación 1, en el que los monómeros no iónicos monoetilénicamente insaturados usados para formar las capas de cubierta están seleccionados entre uno o más de estireno, alfa-metil estireno, p-metil estireno, tbutil estireno, viniltolueno, etileno, acetato de vinilo, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, (met)acrilonitrilo, (met)acrilamida, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato hidroxipropilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de oleilo, (met)acrilato de palmitilo y (met)acrilato de estearilo; y los monómeros monoetilénicamente insaturados con funcionalidad de ácido utilizados para formar las capas de cubierta están seleccionados entre al menos uno de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido acriloxipropiónico, ácido (met)acriloxipropiónico, ácido itacónico, ácido aconítico, ácido o anhídrido, ácido fumárico, ácido crotónico, maleato de monometilo, fumarato de monometilo e itaconato de monometilo, ácido vinilfosfónico, ácido alilfosfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanofosfónico, a-fosfonoestireno y ácido 2-metilacrilamido-2-metilpropanofosfónico.
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