Recubrimientos antireflexión / antiempañamiento.

Composición, que contiene

a) de 5 a 15 partes en peso de nanopartículas de sílice porosa con una distribución de tamaño de partícula monomodal con un diámetro de partícula medio ponderado d50 ≥ 10 - 50 nm, o con una distribución de tamaño de partícula bimodal, que presenta dos fracciones, una con un diámetro de partícula medio ponderado 5 d50 ≥ 1 - 10 nm y otra con un diámetro de partícula medio ponderado d50 ≥ 10-30 nm;

b) de 0,5 a 6 partes en peso de una o varias resinas poliméricas solubles en disolventes orgánicos seleccionadas del grupo que contiene

(co)polímeros de polivinilo y (co)polímeros de poliacrilo,

c) de 0,2 a 3,0 partes en peso de uno o varios diluyentes reactivos reticulables con radiación UV, seleccionados de al menos uno de los grupos diacrilato de hexanodiol, hexaacrilato de dipentaeritritol, diacrilato de tripropilenglicol, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, diacrilato de neopentilglicol, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, fosfato de bis-[metacriloiloxi]-etilo], acrilatos o metacrilatos de glicidilo así como silanos funcionales,

d) disolvente

e) de 0,02 a 0,1 partes en peso de sistema iniciador por radiación UV.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/000609.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 10 40789 MONHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: BRUDER, FRIEDRICH KARL, DR., HILDENBRAND, KARLHEINZ, DR., CAPELLEN, PETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > C09D5/00 (Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes)

PDF original: ES-2491615_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Recubrimientos antireflexión / antiempañamiento

La invención se refiere a una composición, que contiene a) nanopartículas de sílice porosa, b) una o varias resinas poliméricas solubles en disolventes orgánicos, c) una o varios diluyentes reactivos reticulables con radiación UV, d) disolvente y e) un sistema iniciador por radiación UV, al uso de la composición para el recubrimiento de sustratos transparentes, así como a sustratos que están recubiertos con tales formulaciones.

El sistema completo se caracteriza por buenas propiedades "antireflexión" (mayor transmisión) en combinación con propiedades "antiempañamiento" (tendencia reducida a empañarse con vapor de agua). Según cada sustrato se obtienen otras mejoras mecánicas y químicas de las propiedades de superficie, por ejemplo, de la resistencia a la abrasión y de la resistencia a productos químicos. Los sustratos así obtenidos se pueden recubrir debido a su hidrofilia de superficie con formulaciones acuosas según el concepto del polielectrolito.

La mejora de las propiedades de recubrimientos mediante integración de sílice es en principio conocida desde hace tiempo. A este respecto se pueden mejorar los recubrimientos mediante mezcla de partículas de sílice, por ejemplo, en relación al rasgado, resistencia al rayado, propiedades de reflexión, brillo, propiedades antiestáticas, inflamabilidad, resistencia a radiación UV, no empañabilidad con vapor de agua (antiempañamiento), humectabilidad con agua y resistencia a productos químicos.

De este modo no han escaseado en el pasado experiencias que proporcionen composiciones de recubrimiento que contengan sílice (dióxido de silicio) con otras propiedades completas mejoradas en lo referente a las características anteriores. Sin embargo no se ha logrado hasta ahora satisfactoricamente unificar todas estas características en un sistema de recubrimiento o determinadas combinaciones de propiedades, de forma particular en la combinación descrita posteriormente.

En el documento DE 13 11 639 A1 se describen cuerpos de moldeo equipados antiestáticamente así como un procedimiento para su preparación. Para la solución del objetivo se describen a este respecto sistemas de pintura de aglutinantes que contienen acrilato, disolventes alcohólicos, óxidos metálicos que conducen la electricidad de tamaño manométñco, partículas de inertes de tamaño nanométrico como dióxido de silicio así como aditivos adicionales opcionales como, por ejemplo, coadyuvantes de dispersión. El tamaño de partícula medio de las nanopartículas inertes usadas es de 2 nm a 1 nm, usándose estas en contenidos de ,1 % en masa a 5 % en masa referido a la película seca.

En el documento JP-A-61-18189 se da a conocer una composición endurecióle con radiación UV para recubrimientos con buenas propiedades de adherencia así como mayor resistencia a la abrasión partiendo de ácidos carboxílicos ¡nsaturados en a,6, y partículas de dióxido de silicio coloidal, dispersadas en agua o alcoholes inferiores.

El documento JP 25-179539 A describe recubrimientos antiempañamiento de 2 % en peso a 99 % en peso de una mezcla, que se componen de % en peso a 8 % en peso de partículas finas, por ejemplo, dióxido de silicio, y de 1 % en peso a 2 % en peso de un plástico así como de ,5 % en peso a 3 % en peso de un sulfosuccinato con dos sustituyentes aniónicos.

Se describen composiciones de pintura basadas en áster de ácido acrílico polifuncionales para la preparación de recubrimientos de mayor transparencia, estabilidad frente a condiciones climatológicas y resistencia al rayado en el documento EP-A 5 996. Las composiciones contienen además de los derivados de ácido acrílico citados un iniciador de polimerización así como cargas inorgánicas como, por ejemplo, dióxido de silicio con diámetros de partícula medios entre 1 nm y 1 pm así como un índice de refracción de 1,4 a 1,6.

En el documento US-A 4.499.217 se describen composiciones de pintura anhidras de dióxido de silicio coloidal con diámetros de partícula medios de 1 pm a 5 pm y compuestos endurecidos térmicamente, por ejemplo, resinas de melanina-alquídicas. Los recubrimientos endurecidos muestran una buena resistencia a la abrasión, buena capacidad de adherencia a distintos sustratos así como resistencia química y térmica.

El documento JP 21-19874 A da a conocer composiciones de (poli)etilenglicol(poli)-metacrilato de metilo, acrilamidas, fotoiniciadores, coadyuvantes de dispersión y sílice para la preparación de recubrimientos con alta capacidad de adherencia y mayor resistencia al rayado.

El documento WO 26/498 A1 describe un recubrimiento hidrófilo basado en partículas de sílice, que se dispersa en un disolvente de alto punto de ebullición, como N,N-dimetilacetamida, se adiciona una solución alcohólica de un tensioactivo no iónico (L-77) y a continuación se aclimata 1 minutos a 1 2C. El recubrimiento conduce a una superficie hidrófila, pudiendo alcanzarse con agua ángulos de mojada de 22 o menores. Se usa este procedimiento para el recubrimiento de cristales para gafas en lo referente a propiedades "antiempañamiento". Por el contrario estas condiciones para recubrimientos de sustratos de plásticos no son adecuadas debido a su sensibilidad contra los disolventes aquí usados.

Se describe una formulación de vertido que se compone de una mezcla de una solución orgánica de polivinilbutiral y de una dispersión alcohólica de sílice coloidal en el documento US-A 4.383.57. En relación a las masas secas la composición puede componerse de 2 % en peso a 95 % en peso de polivinilbutiral y de 8 % en peso a 5 % en peso de sílice. En lo referente a la mejora de los valores de estabilidad como resistencia al rayado, resistencia química y antiinflamabilidad se retícula transversalmente el polivinilbutiral polimérico, para lo que se usa por ejemplo metilolmelaninas modificadas con alquiléteres. No se da dato alguno relativo a las propiedades de superficie como hidrofilia o ángulo de mojada. En comparación con la presente aplicación no se trata de formulaciones reticulables con radiación UV.

Si se generan superficies como se describe en el documento WO 26/48277 A con estructuras de sílice especialmente grandes y densas, entonces la sílice realiza la escisión frecuentemente localmente por hidrólisis de llama de precursores de sílice, por ejemplo, de hexametildisilazano o tetraetoxisilano. Mediante integración de fluoroalquilsilanos se puede reforzar el carácter hidrófobo de estos recubrimientos.

El documento EP-A 337 695 da a conocer dispersiones de dióxido de silicio para el recubrimiento resistente a la abrasión, de forma particular sustratos transparentes. Las dispersiones contienen dióxido de silicio coloidal con tamaños de partículas menores de 1 nm, preferiblemente menores de 75 nm, con especial preferencia menores de 5 nm, dispersadas en un áster o amida sustituido próticamente de un ácido acrílico o metacrílico. A este respecto se usan de ,1 a 2,5 partes en peso de dióxido de silicio por parte en peso de monómero insaturado usado. Las dispersiones se pueden endurecer mediante adición de un fotoiniciador con radiación UV sobre sustratos adecuados.

El documento EP-A 55 737 describe sistemas de acrilato reticulables con radiación UV, que contienen nanopartículas de sílice coloidal funcionalizadas con metacrilato. Las pinturas correspondientes muestran además propiedades de resistencia a inclemencias climatológicas sobresalientes, buenos valores de abrasión, o bien de Taber Haze de 6-8 % a 5 ciclos. Las nanopartículas de sílice funcionalizadas con metacrilato se preparan a partir de metacriloilpropiltrimetoxisilano y nanopartículas de sílice coloidal, mientras que las nanopartículas de sílice modificadas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición, que contiene

a) de 5 a 15 partes en peso de nanopartículas de sílice porosa con una distribución de tamaño de partícula monomodal con un diámetro de partícula medio ponderado dso = 1 - 5 nm, o con una distribución de tamaño de partícula bimodal, que presenta dos fracciones, una con un diámetro de partícula medio ponderado d5o= 1 -1 nm y otra con un diámetro de partícula medio ponderado dso = 1-3 nm;

b) de ,5 a 6 partes en peso de una o varias resinas poliméricas solubles en disolventes orgánicos seleccionadas del grupo que contiene (co)polímeros de polivinilo y (co)polímeros de poliacrilo,

c) de ,2 a 3, partes en peso de uno o varios diluyentes reactivos reticulables con radiación UV, seleccionados de al menos uno de los grupos diacrilato de hexanodiol, hexaacrilato de dipentaeritritol, diacrilato de tripropilenglicol, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, diacrilato de neopentilglicol, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, fosfato de bis-[metacriloiloxi]-etilo], acrilatos o metacrilatos de glicidilo así como silanos funcionales,

d) disolvente

e) de ,2 a ,1 partes en peso de sistema iniciador por radiación UV.

2. La composición según la reivindicación 1, en la que las nanopartículas de sílice están dispersadas en un disolvente orgánico.

3. Composición de recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizada por que el índice de refracción ns < 1,45.

4. Composición de recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizada por que el índice de refracción ns < 1,4.

5. Composición de recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizada porque el índice de refracción ns < 1,35.

6. La composición según la reivindicación 1, en donde

a) son nanopartículas de sílice porosa con una distribución de tamaño de partícula monomodal con un diámetro de partícula medio ponderado dso = 1 - 5 nm, o con una distribución de tamaño de partícula bimodal, que presenta dos fracciones, una con un diámetro de partícula medio dso = 1 -1 nm y otra con un diámetro de partícula medio dso = 1-3 nm;

b) es poli(met)acrilato de metilo;

c) acrilato o metacrilato de bajo peso molecular, etilénicamente insaturado, reticulable por radiación UV o chorro de electrones con menos de 3 átomos de C y con restos alifáticos o cicloalifáticos;

d) son alcohol(es); y

e) son hidroxi-ciclohexil-fenil-cetona u óxidos de difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)-fosfina.

7. Uso de la composición según una de las reivindicaciones 1 a 6 para el recubrimiento de superficies.

8. Procedimiento para el recubrimiento de superficies, caracterizado por que la composición según una de las reivindicaciones 1 a 6 se aplica sobre una superficie y se irradia con radiación UV.

9. Cuerpo de moldeo, que presenta una superficie, que está recubierta con una de las composiciones según las reivindicaciones 1 a 6 o según el procedimiento según la reivindicación 8.

1. Cuerpo de moldeo de un polímero termoplástico transparente, que presenta un recubrimiento de superficie que presenta nanopartículas de sílice porosa, resina polimérica soluble en disolventes orgánicos y un iniciador por radiación UV según las reivindicaciones 1 a 6.

11. Producto multicapa que contiene una capa de sustrato, que presenta al menos sobre una cara una segunda capa, en donde esta segunda capa se prepara de composiciones según una de las reivindicaciones 1 a 6.

12. Producto multicapa según la reivindicación 11, caracterizado por que la capa de sustrato se compone de un polímero termoplástico transparente.

13. Producto multicapa según la reivindicación 12, caracterizado por que el polímero termoplástico transparente es policarbonato.