Un copolímero de injerto comprendiendo un tronco principal de polímero soluble en agua que posee grupos hidroxilo y ramificaciones poseyendo grupos fluorinados unidos al tronco principal del polímero en un átomo de carbono sustituido por un grupo hidroxilo,

caracterizándose porque el polímero principal contiene grupos hidroxilo secundarios sustituidos en los carbonos de la cadena principal del polímero de hidrocarburo primario

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención:

En una de sus facetas, esta invención está relacionada con un copolímero de injerto y con una composición repelente conteniendo el mismo, 10 en donde pueden ser combinados atributos químicos opuestos en una molécula, como por ejemplo, una parte hidrofílica y una parte hidrofóbica. Un copolímero de injerto comprende una parte principal y extensiones (injertos) que parten de esa parte principal. En otra de sus facetas, esta invención está relacionada con un método de preparación del copolímero de injerto, siendo 15 éste sintetizado en una fase continua, utilizando un radical libre o iniciador iónico para comenzar una polimerización de extensiones que parten del tronco principal, en donde las composiciones del tronco principal y de los injertos, así como el número y la longitud de los injertos, son todos ellos controlados para proporcionar estructuras específicas deseables para el uso final del polímero 20 de injerto. En una faceta adicional, la composición repelente de esta invención es aplicada a un sustrato, cuyas propiedades finales son mejoradas en algún aspecto deseable por medio de la aplicación de la composición, como por ejemplo, repelencia al aceite, grasa y/o agua. El sustrato así tratado mantiene también las propiedades deseables intrínsecas a su estado originario -sin ser

25 sometido a tratamiento-, como por ejemplo, porosidad o tacto de superficie.

2. Descripción del campo relacionado con la invención:

30 Los productos conteniendo grupos de perfluorocarbono tienen una larga historia en cuanto al proporcionamiento de repelencia a fluidos en una variedad de sustratos, incluyendo papel, textiles, alfombras y aplicaciones no tejidas (e.g., “Technology of Fluoropolymers” (Tecnología de Fluoropolímeros), J.G. Drobny, CRC Press, 2001, Capítulo 6). En particular, los tratamientos

35 conteniendo fluorados han sido utilizados de forma beneficiosa para el

tratamiento de sustratos de papel con el propósito expreso de mejorar la resistencia del papel a la penetración de la grasa y del aceite. Esta oleofobicidad es útil en una variedad de aplicaciones del papel, como por ejemplo para envoltorio de comida en restaurantes de comida rápida y para 5 bolsas de alimento para mascotas, así como para formularios autocopiativos y otras aplicaciones especiales (“The Sizing of Paper” (La preparación del papel),

J.M. Guess & J.M. Rodríguez ed, TAPPI Press, 2005, Capítulo 8).

Los copolímeros de injerto pueden comprender numerosos tipos de estructuras. Usualmente, los copolímeros de injerto y los copolímeros en bloque son presentados como poseedores de largas secuencias de 2 o más tipos de monómeros. Una debate general sobre copolímeros de injerto aparece en el libro “Principles of Polymerization” (Principios de Polimerización), G.G. Odian, Wiley Interscience, 1991, 3ª edición, páginas 715-725. Este debate muestra, entre otras vías, que el ión cérico (IV) puede ser utilizado para hacer que polímeros principales conteniendo alcoholes secundarios, tales como la celulosa o el alcohol polivinílico, experimenten reacciones redox con el ión cérico. Los radicales poliméricos resultantes son capaces de iniciar la polimerización, creando de esta forma ramificaciones homopoliméricas o copoliméricas que parten de la cadena principal del polímero. El copolímero ramificado resultante es un tipo de copolímero de injerto. Los copolímeros de injerto proporcionan un vehículo para la combinación de atributos de una amplia variedad de monómeros en una estructura, estructura en donde son mantenidos esos atributos.

25 Kang-gen Lee et al. (Patente US nº 6.136.896) informa de copolímeros de injerto utilizando diorganosiloxanos. Sin embargo, estos copolímeros de injerto no son construidos partiendo de un tronco principal, ya que el tronco principal es ensamblado durante la polimerización de distintos “macromonómeros” con otros monómeros con el fin de crear el copolímero de injerto, y no tienen aplicación para la resistencia contra el aceite y la grasa. Matakawa (Patente US nº 6.503.313) informa de un copolímero de injerto que incorpora grupos fluorinados y siloxano. El copolímero de injerto resultante es similar en cuanto a estructura al de Kang-gen Lee. La composición resultante encuentra su uso final principal en los revestimientos externos para edificios, y el solvente orgánico utilizado en la polimerización no lo haría adecuado para los usos finales presentes. Hinterwaldner et al. (Patente US nº 5.070.121) informa de un copolímero de injerto cuyo uso principal es como barrera de protección y para resistencia a la corrosión. Este polímero de injerto es una película fundida que se autopolimeriza durante la aplicación e incluye material oligomérico, el cual no sería adecuado para las aplicaciones en contacto con alimentos, consideradas en la presente invención.

Walker (Patente US nº 4.806.581) informa de un copolímero de injerto preparado por medio de polimerización a granel. Aunque esta referencia incluye fluoroacrilatos no especificados como uno de los monómeros potenciales, la ruta de polimerización a granel es la idea principal, la cual no es físicamente realista para la preparación de polímeros de la presente invención. Otras patentes hablan sobre copolímeros en bloque de fluoroacrilatos para el tratamiento de textiles (Patentes US núms. 6.855.772, 6.617.267, 6.379.753), sin embargo, estos copolímeros de injerto -los cuales pueden contener fluoroacrilatos-son preparados basándose en anhídrido maléico monomérico o polimérico. El anhídrido maléico crea el sitio reactivo de enlace con las fibras textiles. Estos grupos reactivos presentan una inestabilidad inherente en las soluciones de tratamiento y, por lo tanto, se encuentran en desventaja en cuanto a la presente invención.

En relación con la presente invención, Miller et al. (Patente US nº 5.362.847) describe una copolimerización de injerto utilizando un tronco 25 principal de óxido de etileno y/o de óxido de propileno, al cual es injertado un monómero de fluoroacrilato. El copolímero de injerto resultante es combinado a continuación con un agente reticulante, con el fin de crear un revestimiento duradero. A diferencia de la presente invención, esta referencia convierte a la polimerización de injerto en un solvente orgánico tóxico, como el xileno. Es problemática la eliminación de solventes orgánicos de los polímeros resultantes, siendo el disolvente residual un control reglamentario.

La Publicación de Solicitud de Patente US 2005/0096444 A1, de Lee et al., describe un copolímero de injerto creado partiendo de un ensamblaje de 35 vinilo conteniendo monómeros y macromonómeros. Ésta es similar en cuanto a

carácter al trabajo de Kang-gen Lee, referenciado con anterioridad. Estos polímeros macromonoméricos son polimerizados en un solvente orgánico tóxico después de la funcionalización del macromonómero con cloruro de ácido. La cadena principal de hidrocarburo, ensamblada como resultado de la polimerización con solvente orgánico, no contiene grupos hidroxilo ni es capaz de actuar como un agente autoemulsificante, conforme es descrito en la presente invención.

La utilización de cerio como un iniciador para su uso a la hora de crear copolímeros de injerto es descrita en la Patente US nº 2.922.768. La iniciación con cerio ha sido ampliamente utilizada para el injertado de los polímeros naturales, tales como el almidón y la celulosa (Patentes US núms. 4.375.535, 4.376.852, 5.130.394 y 5.667.885). Sin embargo, no ha sido descrita la incorporación de funcionalidad fluorinada.

15 La JP 54132694 A describe un polímero de injerto producido por medio de polimerización de injerto de una mezcla comprendiendo (A) un polímero de cadena principal presentando grupos hidroxilo en la molécula, (B) un monómero de vinilo poseyendo un grupo polifluoroalquilo C3-20, y (C) un catalizador de polimerización de injerto.

La US 3.300.546 está relacionada con un sobre soluble en agua, preparado con un polímero de injerto de alquil acrilato en un copolímero de alcohol polivinílico/acetato de polivinilo.

25 La GB 1.541.670 está relacionada con composiciones cosméticas basadas en copolímeros preparados en presencia de iones de cerio, la cual es obtenida por medio de la copolimerización de un monómero insaturado con un compuesto que posee, al menos, un grupo hidroxilo, siendo llevada a cabo la copolimerización en un medio acuoso en presencia...

1. Un copolímero de injerto comprendiendo un tronco principal de polímero soluble en agua que posee grupos hidroxilo y ramificaciones poseyendo grupos fluorinados unidos al tronco principal del polímero en un átomo de carbono sustituido por un grupo hidroxilo, caracterizándose porque el polímero principal contiene grupos hidroxilo secundarios sustituidos en los carbonos de la cadena principal del polímero de hidrocarburo primario.

2. Una composición repelente comprendiendo:

una fase continua acuosa; y un copolímero de injerto disperso en dicha fase continua acuosa, comprendiendo dicho copolímero de injerto un tronco principal polimérico soluble en agua que posee grupos hidroxilo y ramificaciones poseyendo grupos fluorinados unidos al tronco principal polimérico en un átomo de carbono sustituido por un grupo hidroxilo, caracterizándose porque el polímero principal contiene grupos hidroxilo secundarios sustituidos en los carbonos de la cadena principal del polímero de hidrocarburo primario.

3. La composición repelente, conforme es reivindicada en la reivindicación

2, donde puede estar contenido un emulsificante(s) en una cantidad de 25 hasta el 10% en peso del producto total.

4. La composición repelente, conforme es reivindicada en la reivindicación 2, donde puede estar contenido un solvente(s) en una cantidad de hasta el 50% en peso del producto total.

5. Un método de preparación de un copolímero de injerto, el cual comprende: la polimerización en cadena de un polímero principal que posee grupos hidroxilo con monómeros capaces de ser sometidos a polimerización en cadena con dicho polímero principal, para formar un copolímero de injerto incluyendo ramificaciones que parten del polímero principal, derivadas de dichos monómeros, en donde dicha polimerización en cadena es llevada a cabo en fase continua, en presencia de un iniciador de polimerización, bajo condiciones de pH de neutras a acídicas, y dichos monómeros comprenden monómeros conteniendo fluorina, caracterizándose porque el polímero principal contiene grupos hidroxilo secundarios sustituidos en los carbonos de la cadena principal del polímero de hidrocarburo primario.

6. El método, conforme es reivindicado en la reivindicación 5, en donde dicho iniciador de polimerización comprende un sistema rédox incluyendo un agente oxidante y un agente reductor, donde el polímero principal es el agente reductor y el agente oxidante comprende un ión metálico multivalente.

7. El método, conforme es reivindicado en la reivindicación 6, en donde el ión metálico multivalente comprende Ce4+.

8. El método, conforme es reivindicado en la reivindicación 5, en donde 20 dicho polímero principal es soluble en agua o dispersable en agua.

9. El método, conforme es reivindicado en la reivindicación 5, en donde dicha fase continua es una fase continua acuosa.

25 10. El método, conforme es reivindicado en la reivindicación 5, en donde dicha fase continua es una case continua acuosa y dichos monómeros son solubles o dispersables en la fase continua en presencia del polímero principal.

30 11. El método, conforme es reivindicado en la reivindicación 10, en donde dichos monómeros no son solubles o dispersables en la fase continua en ausencia del polímero principal.

12. Un sustrato tratado con la composición de la reivindicación 2.

13. El sustrato tratado de la reivindicación 12, en donde el sustrato es un sustrato fibroso, seleccionado de entre el grupo consistente en papel, textiles, alfombras y materiales no tejidos.

14. Un sustrato tratado de la reivindicación 12, en donde el sustrato no es fibroso, siendo seleccionado de entre el grupo consistente en metales, plásticos, cueros, composites y cristales, tratados y sin tratar, porosos y no porosos.

10 15. El sustrato tratado de la reivindicación 12, preparado por medio de la aplicación de una solución de la composición de la reivindicación 1, opcionalmente en combinación con otros compuestos, por medio de cualquiera de los métodos de rociado, inmersión e impregnado.

15 16. El sustrato tratado de la reivindicación 12, preparado por medio de la incorporación de la composición de la reivindicación 2 al tiempo que se forma dicho sustrato, o incorporando la composición de la reivindicación 2 a los componentes que constituyen dicho sustrato.

20 17. La composición de la reivindicación 2, comprendiendo adicionalmente una sal de un tipo y en una cantidad suficiente como para mejorar el agotamiento del copolímero de injerto en un sustrato fibroso tratado, preparado por medio de la inmersión del sustrato en la composición del agente repelente, en donde el sustrato es calentado antes o después, o antes y después, de la inmersión en la composición del agente repelente, con el fin de eliminar el exceso de agua.

18. Un sustrato fibroso tratado, preparado por medio de la inmersión de un sustrato fibroso en la composición del agente repelente de la reivindicación 2, siendo administrada dicha composición al sustrato a un pH por debajo de 3.5, con el fin de mejorar el agotamiento del copolímero de injerto en el sustrato, y calentando el sustrato para eliminar el exceso de agua.

35 19. Un sustrato tratado con la composición de la reivindicación 17.

20. El sustrato tratado de la reivindicación 12, siendo sometido adicionalmente a lavado o secado, o a ambos procesos.

21. El sustrato tratado de la reivindicación 18, siendo sometido adicionalmente a lavado o secado, o a ambos procesos.

22. El sustrato tratado de la reivindicación 19, siendo sometido adicionalmente a lavado o secado, o a ambos procesos.