ACRISTALAMIENTO CON REVESTIMIENTO MESOPOROSO FUNCIONAL, PARTICULARMENTE HIDROFOBO.

Acristalamiento para la construcción o los vehículos de transporte,

del que al menos una parte de la superficie transparente está constituida por un sustrato revestido con una película mesoporosa, en el cual las moléculas químicas están unidas a la película mesoporosa

Acristalamiento con revestimiento mesoporoso funcional, particularmente hidrófobo.

La presente invención se refiere a un acristalamiento, especialmente transparente, y dotado con la propiedad hidrófuga/oleófuga con objeto de obtener ciertos efectos antilluvia/antisuciedad o, también, de la propiedad de la hidrofilia/oleofilia o de un carácter fotocatalítico, asociados respectivamente a efectos antiniebla/antiescarcha e igualmente antisuciedad, o de otras propiedades: perfume... Para este fin, tal sustrato está provisto, por ejemplo, de un revestimiento en el marco de diversas aplicaciones, como los acristalamientos para vehículos de transporte aeronáutico, marítimo, terrestre (ferroviario, de carretera), para la construcción (ventanas), el mobiliario urbano (paneles de publicidad, marquesinas).

El acristalamiento es por tanto transparente o no, y está constituido, en general, por vidrio, cerámica, vitrocerámica, material plástico (poli(metacrilato de metilo) (PMMA), polivinilbutiral (PVB), policarbonato (PC) o poliuretano (PU), copolímero de etileno/acetato de vinilo (EVA) termoplástico, poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(tereftalato de butileno) (PBT), copolímeros de policarbonatos/poliéster, copolímero cicloolefínico de tipo etileno/norborneno o etileno/ciclopentadieno, resinas ionómeras, por ejemplo un copolímero de etileno/ácido (meta)acrílico neutralizado por una poliamina, termoendurecedores o termoreticulantes tales como poliuretano, poliéster insaturado (UPE), copolímero de etileno/acetato de vinilo...) o por una combinación de varios de estos materiales.

La propiedad hidrófuga/oleófuga a la cual se ha hecho referencia apunta al hecho de que los líquidos polares o no polares no se adhieren sobre el sustrato formando una película molesta. Un acristalamiento que presente esta propiedad tendrá una tendencia escasa o casi nula de retener el polvo o la suciedad de cualquier naturaleza, trazas de dedos, insectos, etc.

La presencia de agua y/o suciedad produce un aspecto antiestético y, eventualmente, una disminución de la transparencia del acristalamiento, así como una alteración de la visión a través de éste. Estos últimos son particularmente molestos para un acristalamiento utilizado en el sector del transporte.

La propiedad hidrófuga/oleófuga - o de no-humectabilidad - de un sustrato consiste en que los ángulos de contacto entre un líquido y este sustrato son elevados, por ejemplo de al menos 90º para el agua. El líquido tiene entonces la tendencia de escurrir fácilmente sobre el sustrato en forma de gotas, por simple gravedad si el sustrato está inclinado o bajo el efecto de fuerzas aerodinámicas en el caso de un vehículo en movimiento. Agentes conocidos para conferir esta propiedad hidrófuga/oleófuga son, por ejemplo, los alquilsilanos fluorados tales como los descritos en las solicitudes de patente EP 0 492 417, EP 0 492 545 y EP 0 672 779.

Agentes hidrófugos/oleófugos corrientes son, en particular, los alquil-trihalógeno-silanos o alquiltrialcoxi-silanos cuyo grupo alquilo comprende al menos un extremo perfluorado, es decir que consiste en un grupo F₃C-(CF₂)_n- en el cual n es un número entero positivo o nulo, como los descritos en la solicitud de patente EP 0 719 743.

Los agentes hidrófugos/oleófugos se aplican en solución de manera conocida, según las formas de deposición clásicas, con o sin calentamiento.

Uno de los problemas que se presentan con mayor agudeza en el ámbito de la invención es el de la durabilidad del revestimiento hidrófugo/oleófugo. Efectivamente, éste viene afectado por la erosión que no deja de producirse más o menos, por ejemplo en el transcurso de las operaciones de limpieza del sustrato, indispensables periódicamente cuando éste es transparente, cuando se trata de restablecer una visión satisfactoria a través del sustrato. Por lo tanto, se busca constantemente ralentizar la eliminación progresiva de los revestimientos hidrófugos/oleófugos de los tipos anteriormente citados, que se produce especialmente por la acción de limpiacristales, tanto más cuando una eliminación de este tipo puede resultar acrecentada por una degradación por rayos ultravioleta.

Hasta el momento se han explorado dos vías principales para aumentar la durabilidad de los revestimientos limitando los efectos de la erosión. Estas dos vías consisten en aumentar la adhesión de los revestimientos a los sustratos.

Según una primera aproximación, la solicitud EP 0 484 746 preconiza la preparación del sustrato por un tratamiento previo con ayuda de un primario de tipo tetrahalógeno-silano o tetraalcoxi-silano.

La solicitud EP 0 497 189 A2 propone, conforme a una segunda aproximación, crear previamente en la superficie del sustrato irregularidades de dimensiones comprendidas, por ejemplo, entre 1 y 10 micrómetros, ya sea por aporte de partículas, ya sea por diversos ataques tales como químicos o por chorreado de arena.

Por otra parte, en todos los casos es preciso que la restauración de un nuevo revestimiento hidrófugo/oleófugo para remediar la erosión del revestimiento precedente no plantee una dificultad particular; que se pueda efectuar sobre el revestimiento antiguo, una vez que éste se haya limpiado sucintamente. No obstante, el interés de retardar lo más posible esta operación resulta evidente.

Presentemente, los inventores han puesto en práctica una técnica diferente apta para procurar una durabilidad mejorada de los revestimientos hidrófugos/oleófugos de los tipos citados anteriormente.

A este efecto, la invención tiene por objeto un acristalamiento para la construcción o para los vehículos de transporte, en el cual una parte al menos de la superficie transparente está constituida por un sustrato revestido por una película mesoporosa caracterizada porque las moléculas químicas (especialmente hidrófugas/oleófugas) están unidas a la película mesoporosa.

En el sentido de la invención, el término "mesoporoso" hace referencia a poros de dimensiones comprendidas entre 1,2 y 40 nm, en particular entre 1,2 y 20 nm. En efecto, se ha comprobado, no sin sorpresa, que la inserción de moléculas hidrófugas/oleófugas en una capa mesoporosa garantizaba una notable persistencia de la función hidrófuga/oleófuga en el tiempo, incluso en condiciones de erosión rigurosas. Las excelentes cualidades desarrolladas a continuación se supone que resultan de la conjunción de al menos cuatro características:

El acristalamiento puede ser - pero no necesariamente - transparente y presentar en este caso excelentes propiedades ópticas que le permitan satisfacer las normas en uso.

Moléculas químicas diferentes a las hidrófugas/oleófugas pueden estar igualmente unidas a la película mesoporosa con objeto de constituir revestimientos de excelente durabilidad.

Se trata especialmente de moléculas hidrófilas/oleófilas entre las cuales se pueden citar, como producto final o precursor, los poliácidos (meta)acrílicos tal cual o al menos parcialmente salificados con sodio, potasio, cesio..., tensioactivos no iónicos, ésteres de celulosa tales como hidroxipropilcelulosa, derivados de quitosano y de quitina, polimetacrilatos, poli(alcoholes vinílicos) y poli(acetato de vinilo), polipirroles, polianilina, poli(acrilamida), poli(N,N-dimetilacrilamida), poli(N-isopropilacrilamida), poli(etilenglicol), poli(propilenglicol), poli(oxietileno) con funciones hidroxi o metoxi terminales, clorohidrato de poli(alilamina), poli(sacáridos), dextranos (ramificados), pululano (polisacárido lineal), poli(ácido estirenocarboxílico) y sal de éste, poli(ácido estirenosulfónico), poli(estirenosulfonato) de sodio, poli(vinil butiral), poli(yoduro de 2-vinil-N-metilpiridinio), poli(yoduro de 4-vinil-N-metilpiridinio), poli(2-vinil piridina), poli(bromuro de 2-vinilpiridinio), poli(vinilpirrolidona), copolímeros obtenidos a partir de monómeros de partida de diferentes polímeros citados anteriormente y, especialmente, copolímeros secuenciados, ciertos compuestos de titanio tales como...

1. Acristalamiento para la construcción o los vehículos de transporte, del que al menos una parte de la superficie transparente está constituida por un sustrato revestido con una película mesoporosa, en el cual las moléculas químicas están unidas a la película mesoporosa.

2. Acristalamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato está constituido por un material vítreo o un material plástico.

3. Acristalamiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el sustrato es de vidrio.

4. Acristalamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la película mesoporosa está constituida a base de al menos un compuesto de al menos uno de los elementos: Si, W, Sb, Ti, Zr, Ta, V, Pb, Mg, Al, Mn, Co, Ni, Sn, Zn.

5. Acristalamiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la película mesoporosa presenta una red periódica en la escala de dominios de al menos 20 nm.

6. Acristalamiento según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque la película mesoporosa es conductora de electricidad.

7. Acristalamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las citadas moléculas químicas son hidrófugas/oleófugas y se eligen del grupo constituido por:

a) las siliconas, y

b) los compuestos que responden a las fórmulas:

en las cuales:

8. Procedimiento de fabricación de un acristalamiento según la reivindicación 1, el cual comprende:

caracterizado porque, a continuación, moléculas químicas tales como hidrófugas/oleófugas se ponen en contacto con la película mesoporosa, en forma de una solución o de un gas que las contiene.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque previamente a la puesta en contacto del sustrato con dicha composición, se deposita sobre el sustrato una capa con potencial isoeléctrico superior o igual al pH de dicha composición.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque los grupos orgánicos ensambladores están constituidos por micelas de moléculas tensioactivas catiónicas, porque dicho precursor es un alcóxido de silicio y porque están en solución y, eventualmente, en forma hidrolizada.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el tensioactivo catiónico es el bromuro de cetiltrimetilamonio, porque dicho precursor está en solución en su forma resultante de una hidrólisis en medio ácido: Si(OH)₄, y porque la relación molar de tensioactivo : Si está comprendida entre 10^-4 y 0,5.