Aditivo para materiales polímeros orgánicos y/o aglomerados inorgánicos y procedimiento y usos correspondientes.

Aditivo para materiales polímeros orgánicos y/o aglomerados inorgánicos que comprende un polímero portador granulado y un principio biológicamente activo ocluido en los gránulos del polímero portador. Los gránulos han sido obtenidos por precipitación de una emulsión, para lo cual se añade el principio activo a una emulsión del polímero portador, que está formando unas micelas. El principio activo se incorpora a las micelas, y posteriormente se provoca la precipitación del polímero portador con el principio activo. El aditivo se puede añadir en una pluralidad de materiales sin que el principio activo se vea afectado ni afecte a su entorno ya que queda "protegido" por el polímero portador. Sin embargo el polímero portador permite la difusión y liberación del principio activo de una forma difusa o paulatina y suficiente para que muestre la actividad deseada

Aditivo para materiales polímeros orgánicos y/o aglomerados inorgánicos y procedimiento y usos correspondientes.

Campo de la invención

La invención se refiere a un aditivo para materiales polímeros orgánicos y/o para aglomerados inorgánicos así como a materiales poliméricos orgánicos y precursores que lo comprendan. La invención también se refiere a un procedimiento de fabricación del citado aditivo y a diversos usos del mismo.

Estado de la técnica

A menudo es necesario controlar y/o evitar la proliferación de microorganismos patógenos en toda clase de superficies más o menos en contacto o relacionadas con la actividad humana. Para ello se emplean productos bactericidas, bacteriostáticos, fungicidas, fungiestáticos etc. que, de una forma u otra son aplicados a las superficies que se desean tratar.

En otros casos puede ser interesante que una determinada superficie emita un determinado principio biológicamente activo, por ejemplo en agricultura o jardinería. De hecho, se debe considerar que los productos bactericidas, bacteriostáticos, fungicidas, etc. no dejan de ser un caso particular de principios biológicamente activo.

Actualmente se incorporan estos principios biológicamente activos de diversas maneras, por ejemplo incluidos en pinturas que recubren las superficies, o incluidos de una u otra forma en la masa del producto que conforma el elemento que presenta la superficie en cuestión.

Sin embargo, la adición de estos principios biológicamente activos tanto en pinturas u otros materiales de recubrimiento como en la masa de los productos es complejo y presenta múltiples limitaciones. Efectivamente los principios biológicamente activos pueden interferir de diversas maneras con su entorno, ya que pueden reaccionar con los componentes que les rodean, pueden alterar las cinéticas de polimerización de los polímeros en los que se quiere incluir, pueden experimentar transformaciones y degradaciones durante los diversos procesos de fabricación de los productos, etc. Por otro lado pueden quedar retenidos en la masa del material de una forma que luego no son eficaces.

Sumario de la invención

La invención tiene por objeto superar estos inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante un aditivo del tipo indicado al principio caracterizado porque comprende un polímero portador granulado y un principio biológicamente activo ocluido en los gránulos del polímero portador. Efectivamente, de esta manera el polímero portador puede ser incluido en una gran pluralidad de materiales, tanto de tipo orgánico como inorgánico sin que el principio activo se vea afectado ni afecte a su entorno ya que el principio activo queda "protegido" por el polímero portador. Sin embargo el polímero portador permite la difusión y liberación del principio activo de una forma difusa o paulatina y suficiente para que muestre la actividad deseada. De esta manera, el aditivo de acuerdo con la invención ofrece una solución a diversos problemas, como por ejemplo:

- la reactividad. En muchas ocasiones, los principios biológicamente activos más adecuados para los objetivos deseados en el terminado a fabricar, son también químicamente activos en los procesos a los que se someterá la mezcla de dicho principio activo y las materias de partida, hasta la obtención del terminado. Estas reacciones pueden ser por ejemplo polimerización, oxidación, cloración, etc. De producirse esta reactividad se producirá la pérdida del principio activo y la modificación de las características del terminado. Si la reactividad lo fuera con un catalizador o indiciador el producto final se bloquearía o restringiría la actividad prevista del catalizador. También habría problemas si el principio activo catalizase alguna otra reacción no prevista.

- solubilidad en uno de los residuos o subproductos del proceso de obtención del terminado. Si el principio activo se solubilizase en uno de ellos, se perdería total o parcialmente empobreciéndose el terminado, y generando además efluentes biológicamente activos, costosos de gestionar como residuos.

- lixiviado. En aditivos convencionales el principio activo puede lixiviar en presencia de agua, en el caso de productos terminados lavables o expuestos a la intemperie. El principio activo "fijado" en los gránulos del polímero portador de acuerdo con la invención no lixiviará, salvo en la parte lábil migrada en ese momento a la superficie del polímero y solamente en la proporción que correspondiera al coeficiente de reparto por solubilidades agua/matriz orgánica del polímero portador.

Una de las ventajas del aditivo de acuerdo con la invención es que el principio biológicamente activo se incorpora al polímero portador mediante un procedimiento físico "suave", es decir, sin que se afecte ni a las propiedades del principio activo ni a las propiedades del polímero portador. El aditivo posee la reactividad, solubilidad y capacidad de lixiviado propias del polímero y no del principio activo puro. En este sentido, debe tenerse en cuenta que, mientras que los principios activos poseen grupos funcionales muy reactivos y/o polares, los polímeros portadores pueden ser prácticamente inertes químicamente. Sin embargo, en el producto terminado el principio activo se irá liberando muy lentamente, por migración hacia la superficie, ejerciendo así su función.

A día de hoy no se conoce la existencia de granulados pulverulentos de polímeros que incluyan un principio biológicamente activo ocluido en el interior de los gránulos y que se comercialicen como portadores de dicho principio activo para aditivar otros terminados. Efectivamente, los principios biológicamente activos presentan una velocidad de difusión en el interior de los gránulos de los polímeros que, si bien es suficiente a efectos de una liberación controlada, es claramente insuficiente a efectos de reactividad, solubilidad, lixiviado durante los procesos de fabricación de terminados donde se aditive. Sin embargo, tal como se mostrará a continuación, la presente invención resuelve este problema mediante un nuevo procedimiento de fabricación que permite la obtención de estos polímeros portadores granulados que incorporan un principio biológicamente activo ocluido en los gránulos. En este sentido, la invención tiene también por objeto un procedimiento de fabricación del aditivo de acuerdo con la invención que se caracteriza porque se añade el principio activo a una emulsión del polímero portador, donde el polímero portador está formando unas micelas con un agente emulsionante, de manera que el principio activo se incorpora a las micelas, y posteriormente se provoca la precipitación del polímero portador que ya incorpora ocluido el principio activo. Efectivamente se ha observado que de esta manera la cantidad de principio activo incorporado en los gránulos del polímero portador es muy superior al que se pueda conseguir por otros métodos, como por ejemplo por difusión. De esta manera el nuevo procedimiento permite la fabricación de una forma industrialmente viable de aditivos de acuerdo con la invención. Probablemente la eficacia del nuevo procedimiento sea debida a lo siguiente: las moléculas de polímero portador ya están formadas en la emulsión, es decir, ya han polimerizado previamente a partir de los monómeros correspondientes y no deben sufrir ninguna transformación química adicional, por lo que no tendrán reacciones químicas en su interior que pudiesen afectar al principio biológicamente activo y que se pudiesen ver afectados por el mismo. Sin embargo el polímero portador está emulsionado. Ello quiere decir que el polímero está estabilizado en la emulsión por el agente emulsionante, que tiene una parte apolar orientada hacia el polímero portador y una parte polar orientada hacia fuera del gránulo, es decir próxima a un líquido polar que constituye la fase continua de la emulsión (y que preferentemente es agua). Estas partículas emulsionadas son las micelas y tienen unas características físico-químicas diferentes a las que presentan los gránulos del polímero portador no emulsionados. Efectivamente, los gránulos del polímero portador son sólidos, sin embargo las micelas se comportan de una forma similar a como si estuviesen en estado líquido. En este sentido, al incluir en la emulsión el principio biológicamente activo, este principio biológicamente activo queda atrapado en el interior de las micelas (y, por lo tanto, del polímero) a una velocidad muy superior a la que le correspondería a la velocidad de difusión del polímero portador en estado sólido. Al "romper la emulsión" se provoca la precipitación... [Seguir leyendo]

1. Aditivo para materiales polímeros orgánicos y/o aglomerados inorgánicos caracterizado porque comprende un polímero portador granulado y un principio biológicamente activo ocluido en los gránulos de dicho polímero portador.

2. Aditivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos gránulos de dicho polímero portador han sido obtenidos por precipitación de una emulsión acuosa.

3. Aditivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicho polímero portador es un polímero del grupo formado por estireno, butadieno-estireno, estireno-butadieno-acrilonitrilo, estireno-acrilonitrilo, α-metilestireno-acrilonitrilo, estireno-acrilonitrilo-α-metilestireno, cloropreno y cloruro de vinilo, preferentemente es un polímero del grupo formado por estireno, butadieno-estireno, estireno-butadieno-acrilonitrilo, estireno-acrilonitrilo, α-metilestireno-acrilonitrilo y estireno-acrilonitrilo-α-metilestireno, y muy preferentemente es un polímero del grupo formado por estireno, estireno-butadieno-acrilonitrilo y estireno-acrilonitrilo.

4. Aditivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho polímero portador es un polímero con una temperatura de transición vítrea superior a 100ºC.

5. Aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho principio biológicamente activo es un compuesto biocida o biostático, preferentemente un compuesto bactericida, bacteriostático fungicida o fungistático.

6. Aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho principio biológicamente activo es un compuesto del grupo formado por 5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)fenol, tolil di-yodometil sulfona, piritionato de zinc; piritionato de sodio, orto fenilfenol, orto fenilfenol de sodio, iodo-2-propinil butilcarbamato; poli[oxietileno(dimetiliminio)etileno(dimetiliminio)etileno cloruro]; propiconazol; tebuconazol; betoxazin; tiabendazol; polihexametileno biguanida; 1,3,5-triazina-1,3,5-(2H,4H,6H)-trietanol, N-butil-1,2-benzisotiazonlin-3-ona, 4,5-dicloro-2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona, 2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, hexetidina, clorhexidina, timol, carvacrol, mentol y sus mezclas.

7. Aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho principio activo es piritionato de Zn, N-butil-1,2-benzisotiazonlin-3-ona, 4,5-dicloro-2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona, 2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, timol, carvacrol, mentol y sus mezclas.

8. Aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicho granulado de polímero portador tiene un tamaño de partícula inferior a 300 micras.

9. Material polimérico orgánico que comprende un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Precursor de un material polimérico orgánico que comprende un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. Precursor de un aglomerado inorgánico que comprende un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

12. Procedimiento de fabricación de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se añade dicho principio activo a una emulsión de dicho polímero portador, donde dicho polímero portador está formando unas micelas con un agente emulsionante, de manera que el principio activo se incorpora a las micelas, y posteriormente se provoca la precipitación de dicho polímero portador con dicho principio activo.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque para provocar dicha precipitación se calienta dicha emulsión hasta una temperatura por debajo del punto de ebullición del líquido que conforma la fase continua de la emulsión, y se acidifica la emulsión.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque se acidifica hasta un pH comprendido entre 3 y 6.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque dicho polímero portador es un polímero del grupo formado por estireno, estireno-butadieno-acrilonitrilo y estireno-acrilonitrilo, con una temperatura de transición vítrea superior a 100ºC.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque dicho principio activo es piritionato de Zn.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque comprende una etapa de neutralización de dicho principio activo, que tiene lugar tras la etapa de precipitación y en la que se neutraliza el principio activo residual presente en la superficie de dichos gránulos, preferentemente mediante una etapa de oxidación, muy preferentemente mediante H₂O₂ o radiación ultravioleta.

18. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden polímeros fenol-urea-formaldehido, preferentemente aglomerados de madera, aglomerados de corcho, fieltros o baquelita.

19. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden resinas de melanina, preferentemente tableros recubiertos de lámina de melanina, espumas para esponjas, componentes de automoción o conglomerados de papel impregnado y revestido de resinas de melamina.

20. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden resinas epoxídicas, preferentemente pinturas, adhesivos, materiales compuestos, sistemas eléctricos y electrónicos o elementos para barcos.

21. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden un vulcanizado, preferentemente ruedas o cintas trasportadoras.

22. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden resinas de poliéster, preferentemente pinturas, aglomerados inorgánicos, materiales compuestos, elementos para barcos, depósitos o componentes de automoción.

23. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden resinas de poliuretano, preferentemente pinturas, aglomerados de corcho, suelas de zapatos, recubrimientos textiles o recubrimiento de cueros.

24. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden materiales termoplásticos, preferentemente electrodomésticos, dispositivos informáticos, y muy preferentemente para la fabricación de productos previstos para ser utilizados en ambientes húmedos, en hospitales o en mataderos.

25. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden cemento, yeso y/o cal, preferentemente soleras, paredes o techos.

26. Uso de un aditivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de productos que comprenden celulosa, preferentemente embalajes.