MICROCAPSULAS MODIFICADAS POR POLIELECTROLITOS.

Microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula que consiste en más de un 95% en sustancia lipófila,

y una pared de cápsula de polímero duroplástico, así como un polielectrolito dispuesto en la superficie exterior de la pared de la cápsula, con un peso molecular medio de 500 g/mol a 10 millones de g/mol

Microcápsulas modificadas por polielectrolitos.

La presente invención comprende microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula que consiste en una pared de cápsula de polímero duroplástico, así como un polielectrolito dispuesto en la superficie exterior de la pared de la cápsula, con un peso molecular medio de 500 g/mol a 10000000 (10 millones) de g/mol. Además, la presente invención comprende un procedimiento para su obtención así como su utilización en material de construcción aglutinante, textiles, líquidos portantes de calor y cargas.

Las microcápsulas se conocen en los más diversos modos de ejecución y se utilizan con muy diversos fines, según la hermeticidad de la pared de cápsula. Por ejemplo, sirven como protección de materiales nucleares que sólo deben liberarse tras la destrucción mecánica adecuada de la pared de cápsula, por ejemplo, de colorantes para papel carbón o de aromatizantes encapsulados. En tales áreas de aplicación se conocen materiales de pared de cápsulas a base de gelatina, resina de poliuretano, resina de melamina y formaldehído, así como de poliacrilato. Otros requisitos se establecen para materiales de pared para sustancias activas de protección de plantas, o farmacéuticas como material nuclear, en cuyo caso lo importantes es una permeabilidad de la pared de cápsula, que posibilite la liberación controlada y el transporte orientado de las sustancias activas. En este caso, además de las cápsulas obtenidas mediante un procedimiento químico, también se conocen procedimientos de elaboración mecánico-físicos.

La memoria EP-A 1 064 087 presenta la obtención de microcápsulas con paredes permeables, gracias a que una microesfera orgánica es revestida con capas alternantes de polielectrolitos catiónicos y aniónicos y luego se origina un espacio hueco, por la posterior extracción de la microesfera.

Una utilización completamente diferente de las microcápsulas es el encapsulamiento de materiales de almacenamiento de calor, también denominados materiales de cambio de fase (MCF o PCM "Phase-Change-Materials").

Su modo de funcionamiento se basa en la presencia de una entalpía de conversión sólido/líquido que significa una absorción de energía o liberación de energía al entorno. Por ello, pueden utilizarse para mantener constate la temperatura en un rango de temperaturas determinado. Dado que los materiales de conservación de calor latente también se encuentran en estado líquido, según la temperatura, no pueden ser procesados directamente con textiles o fibras, dado que se podría temer una separación de las fibras o de los tejidos.

La obtención de microcápsulas con paredes a base polimetacrilato de metilo se describe, por ejemplo, en la memoria WO 2005/116559. La obtención de microcápsulas se lleva a cabo, a su vez, por polimerización de una emulsión de aceite en agua que contiene monómeros, sustancia lipófila y un coloide protector. Dichos coloides protectores presentes durante la polimerización se incorporan en la pared de cápsula, según la solubilidad (en el caso de sistemas de Pickering) o permanecen disueltos en la fase acuosa.

La memoria EP-A 1 321 182 presenta materiales de almacenamiento de calor latente microencapsulados con una pared de cápsula de un polímero de éster de ácido metacrílico muy reticulado y también menciona su utilización en textiles.

Para la utilización para el equipamiento en el sector textil, un criterio importante es la resistencia a la limpieza química. Con ello se hace referencia a la resistencia a solventes clorados o perclorados. Por ejemplo, en el caso de microcápsulas convencionales, frecuentemente se observa una reducción del peso que indica una hermeticidad insuficiente o cápsulas defectuosas. Tales pérdidas en el lavado pueden hallarse en el rango de 5-15% en peso.

La declaración anterior PCT/EP 2006/060439 propone, como solución a este problema, la utilización de microcápsulas basadas en un polvo de microcápsulas de éster de ácido metacrílico altamente reticulado, con un tamaño de partículas primarias de 0,5 a 30 µm y un tamaño de partículas medio de las partículas del polvo de 150-400 µm. Según la utilización, sin embargo, se prefiere un polvo de microcápsulas más fino.

Por ello, un aspecto de la presente invención fue hallar microcápsulas con material para el almacenamiento de calor latente como núcleo de cápsula que presentaran una mayor resistencia a la limpieza química. Otro aspecto de la presente invención son microcápsulas que presentan una mayor hermeticidad contra la difusión del material nuclear.

Acorde a ello, se hallaron microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula de polímero duroplástico, así como un polielectrolito dispuesto en la superficie exterior de la pared de la cápsula, con un peso molecular medio de 500 g/mol a 10 millones de g/mol.

Las microcápsulas acordes a la invención comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula de polímero duroplástico. El núcleo de cápsula consiste, predominantemente, en más de un 95% en peso, en una sustancia lipófila. El núcleo de cápsula es, por ello, dependiendo de la temperatura, sólido o líquido. Dependiendo del procedimiento de elaboración y del coloide protector seleccionado para ello, éste también puede ser componente de las microcápsulas. Hasta un 3% en peso, en relación al peso total de las microcápsulas puede ser un coloide protector. Acorde a este modo de ejecución, las microcápsulas presentan en la superficie del polímero duroplástico el coloide protector, y el coloide protector forma la superficie exterior de la pared de cápsula. Se supone que, acorde a la invención, los polielectrolitos se disponen en ella.

El tamaño de partículas medio de las cápsulas (promedio Z mediante dispersión de luz) es de 0,5 a 100 µm, preferentemente, de 1 a 80 µm, especialmente, de 1 a 50 µm. La relación en peso del núcleo de cápsula y el polímero duroplástico es, en general, de 50 : 50 a 95 : 5. Se prefiere una relación de núcleo/pared de 70 : 30 a 93 : 7.

Acorde a la invención, en la superficie exterior de la pared de cápsula están dispuestos los polielectrolitos. Según la cantidad de polielectrolito se trata de una disposición puntual del polielectrolito, de áreas de polielectrolito sobre la superficie hasta una distribución uniforme del polielectrolito, que se asemeja a una capa o envoltorio.

En general, la proporción del polielectrolito es de 0,1 a 10% en peso, en relación al peso total de las microcápsulas que portan polielectrolitos. Preferentemente, la proporción de polielectrolito es de 0,5 a 5% en peso, especialmente, de 1-3% en peso, en relación al peso total de las microcápsulas.

Según sea el área de aplicación pueden requerirse diferentes grosores de pared, de modo que también puede ser adecuado orientar la cantidad de polielectrolitos a la cantidad total de monómeros de la pared.

La cantidad de polielectrolitos preferida acorde a un modo de ejecución es de 10 a 30% en peso, en relación a la cantidad total de los monómeros del material de pared.

Según otro modo de ejecución, la cantidad de polielectrolitos preferida es de 5 a 15% en peso, en relación a la cantidad total de los monómeros del material de pared.

Se entiende por polielectrolitos, generalmente, aquellos polímeros con grupos iónizables o iónicamente disociables, que pueden ser un componente o sustituyente de la cadena de polímeros. Usualmente, el número de grupos ionizables o iónicamente disociables en los polielectrolitos es tan grande que los polímeros en la forma iónica (también denominados poliiones) son solubles o hinchables en agua. Se prefieren los polielectrolitos que en agua a 25ºC presentan una solubilidad de =q 4 g/l, especialmente, polielectrolitos con solubilidad o hinchabilidad ilimitadas en agua. Se prefieren los polielectrolitos que portan una funcionalidad de electrolitos en cada unidad de repetición.

A diferencia de los coloides protectores, los polielectrolitos no presentan, en general, un efecto emulsionante, o sólo presentan un efecto reducido, y poseen un efecto predominantemente espesante. En el marco de la presente invención, los polielectrolitos presentan un peso molecular medio de 500 a 10 000 000 g/mol, preferentemente, de 1000 a 100000 g/mol, especialmente, de 1000 a 10000 g/mol. Se pueden utilizar polielectrolitos lineales o de cadena ramificada.

A diferencia de los coloides protectores utilizados en el marco de la presente invención,...

1. Microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula que consiste en más de un 95% en sustancia lipófila, y una pared de cápsula de polímero duroplástico, así como un polielectrolito dispuesto en la superficie exterior de la pared de la cápsula, con un peso molecular medio de 500 g/mol a 10 millones de g/mol.

2. Microcápsulas acordes a la reivindicación 1, en las cuales, la cantidad de polielectrolitos es de 0,1 a 10% en peso, en relación al peso total de las microcápsulas.

3. Microcápsulas acordes a la reivindicación 1 o 2, en las cuales se trata de uno o múltiples polielectrolitos catiónicos.

4. Microcápsulas acordes a la reivindicación 1 o 3, en las cuales el polielectrolito está seleccionado entre ácidos poliacrílicos, resinas de ácido fenolsulfónico, cloruros de polidialildimetilamonio, polivinilaminas y polivinilformamidas y polietileniminas parcialmente hidrolizadas.

5. Microcápsulas acordes a una de las reivindicaciones 1 a 4, en las cuales el polímero duroplástico está seleccionado entre resinas reticuladas de formaldehído, poliureas reticuladas, poliuretanos reticulados y polímeros de ésteres de ácido metacrílico y acrílico.

6. Microcápsulas acordes a una de las reivindicaciones 1 a 5, en las cuales la pared de las cápsulas está conformada por

7. Microcápsulas acordes a una de las reivindicaciones 1 a 6, en las cuales la pared de las cápsulas está conformada por

8. Microcápsulas acordes a una de las reivindicaciones 1 a 7, en las cuales el núcleo de las cápsulas es una sustancia lipófila con una transición de fase sólida/líquida en el rango de temperaturas -20 a 120ºC.

9. Microcápsulas, acordes a las reivindicaciones 1 a 8, que se pueden obtener aplicando uno o múltiples polielectrolitos sobre la superficie de microcápsulas, que comprende un núcleo de cápsula y una pared de cápsula de polímero duroplástico.

10. Microcápsulas, acordes a la reivindicación 6, que se pueden obtener aplicando uno o múltiples polielectrolitos sobre la superficie de microcápsulas, que comprende un núcleo de cápsula y una pared de cápsula, conformados por

11. Microcápsulas acordes a la reivindicación 6 o 10, que se pueden obtener a través de polimerización radical de una emulsión de aceite en agua que contiene los monómeros, la sustancia lipófila y un coloide protector y un posterior tratamiento de las microcápsulas con un polielectrolito, así como, eventualmente, un posterior secado por rociado.

12. Microcápsulas, acordes a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizadas porque la sustancia lipófila se selecciona entre compuestos alifáticos de hidrocarburos, compuestos aromáticos de hidrocarburos, ácidos grasos C₆-C₃₀ saturados o insaturados, alcoholes grasos, aminas grasas C₆-C₃₀, alquilésteres C₁-C₁₀ de ácidos grasos, ceras naturales y sintéticas e hidrocarburos halogenados.

13. Procedimiento para la obtención de microcápsulas acorde a las reivindicaciones 1 a 12, a través del contacto de las microcápsulas con uno o múltiples polielectrolitos en un medio acuoso o agua.

14. Procedimiento para la obtención de microcápsulas, acorde a la reivindicación 13, a través de la polimerización radical de una emulsión de aceite en agua que contiene los monómeros, la sustancia lipófila y un coloide protector y la adición de la dispersión de microcápsulas obtenidas a uno o múltiples polielectrolitos.

15. Utilización de las microcápsulas, acordes a las reivindicaciones 1 a 12, para la modificación de fibras y productos textiles.

16. Utilización de las microcápsulas, acordes a las reivindicaciones 1 a 12, para la modificación de materiales de construcción minerales aglutinantes.

17. Utilización de microcápsulas, acordes a las reivindicaciones 1 a 12, en cargas.

18. Utilización de las microcápsulas, acordes a las reivindicaciones 1 a 12, para la obtención de líquidos portantes de calor.