ESTRATIFICADOS QUE CONTIENEN UNAS NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDOS METÁLICOS.

Estratificados que contienen junto a la superficie unas nanopartículas de óxidos metálicos,

modificadas con un agente estabilizador en la superficie, que tienen una alta proporción de α-óxido de aluminio, siendo el agente estabilizador un silano o siloxano o sus mezclas

Se designa como estratificado a un material sintético termoestable de múltiples estratos, que se forma por prensado y pegamiento de por lo menos dos estratos de materiales iguales o diferentes. Mediante combinación se pueden completar las propiedades de los materiales individuales.

Los materiales estratificados más usuales tienen un espesor de aproximadamente 0,5 a 1,2 mm y son extendidos en el tratamiento ulterior, la mayor parte de las veces con un pegamento especial, sobre un material de soporte (p.ej. planchas HDF (acrónimo de Hoch Dichte Faser Platten = planchas fibrosas de alta densidad) o de virutas). El modo de empleo más frecuente para tales revestimientos de estratificados es el de los suelos a base de estratificados y de las placas de trabajo de cocinas. Sin embargo, se pueden producir sin problemas también unos estratificados con unos espesores de 2 a 20 cm. Tales productos, designados como estratificados compactos, son autosustentados con un espesor creciente y encuentran utilización p.ej. en la construcción de interiores pero también en el empleo en exteriores como revestimientos de fachadas o de balcones. Un estratificado tiene muchas propiedades positivas: la superficie esdensa, y resistente a los golpes y a la abrasión. Él puede ser provisto de diferentes estructuras superficiales y soporta durante breve tiempo también altas temperaturas, sin sufrir daños. La superficie es fácil de cuidar y de limpiar, estable frente al calor y a la luz así como de olor neutro e insensible frente a los alcoholes o respectivamente a los disolventes orgánicos así como frente a la acción de vapor de agua.

En el caso de finalidades de empleo con pequeña carga sobre las superficies (p.ej. en el caso de frentes de cocinas) las planchas de soporte se utilizan con un revestimiento directo (dos papeles impregnados con resinas de melamina o una denominada película de acabado (en inglés finish) se prensa(n) directamente con el material de soporte). Los materiales revestidos directamente, a causa del más pequeño espesor del revestimiento superficial, tienen menos capacidad de carga que los materiales revestidos con un HPL o respectivamente un CPL. Hoy en día, el concepto de estratificado se utiliza con frecuencia para suelos estratificados. Un suelo estratificado es la unión a base de un estrato de HPL (acrónimo de high pressure laminate = estratificado para alta presión) o CPL (acrónimo de continuous pressure laminate = estratificado para presión continua), que se pega sobre un material de soporte (en la mayor parte de los casos una plancha de HDF).

Con el fin de obtener una plancha de estratificado, varios papeles impregnados con resinas se prensan unos con otros bajo presión y temperatura. Como resinas se utilizan resinas de melamina y formaldehído, resinas de fenol y formaldehído, resinas de urea y formaldehído y combinaciones de estos materiales. Para un material estratificado decorativo de alto valor, tal como pasa a emplearse p.ej. en el caso de suelos estratificados, se utilizan las siguientes capas. El núcleo se compone de varios papeles impregnados con resinas fenólicas, por encima de ellos está situada la capa decorativa impregnada con una resina de melamina. En el lugar más superior se prensa una denominada película superior (en inglés overlay), que se compone de dos papeles impregnados con resinas de melamina transparentes, entre los cuales puede ser introducida por motivos de estabilidad una capa de corindón a base de un corindón grueso (> 20 µm). Es habitual también el uso de películas superiores rellenas con corindón. Por el lado inferior se emplea un tirante de tracción opuesta, que disminuye una dobladura del material terminado. El corindón grueso tiene la misión de proteger a la decoración contra la abrasión y aporta la necesaria estabilidad. En el caso de una constitución de múltiples estratos se trabaja en la mayor parte de los casos todavía con un estrato de terminación, que para la protección de la chapa prensada y la evitación de una aspereza de la superficie útil, no está provisto de corindón. La película superior de terminación está sometida por lo tanto, en una forma no protegida, a los arañazos diarios.

El documento de solicitud de patente internacional WO 02/2446 describe unos estratificados que, para el mejoramiento de la resistencia a la abrasión y al refregamiento, contienen unas partículas de óxidos metálicos. Estas partículas de óxidos metálicos, que se producen de acuerdo con el procedimiento de sol-gel, tienen un diámetro de partículas de 5 a 70 micrómetros y por consiguiente no constituyen nanopartículas de ninguna clase.

Se encontró, por fin, que se puede mejorar la resistencia a los arañazos de la película superior de terminación mediante incorporación de nanocorindón.

Son objeto del invento unos estratificados, preferiblemente una película superior de estratificado, que contiene unas nanopartículas de óxidos metálicos con una alta proporción de α-óxido de aluminio. Las nanopartículas preferidas, que se emplean de acuerdo con el invento, son unas partículas que tienen un tamaño medio de partículas situado en el intervalo de 1 nm a 900 nm, preferiblemente de 1 a 200 nm, y se componen de óxidos de elementos del 3º grupo principal, en particular de aluminio. La proporción de α-óxido de aluminio está situada preferiblemente en el intervalo de 50 - 100 %. En el caso de un contenido de menos que 100 % de Al2O3 las nanopartículas de óxidos metálicos, junto al Al2O3, contienen todavía otros óxidos adicionales, tal como se describen más adelante. También puede ser ventajoso mezclar estas nanopartículas de óxidos metálicos con un óxido de aluminio, cuya finura está situada en la región de los micrómetros (µm), de manera preferida en < 10 µm.

Las nanopartículas se producen mediante desaglomeración de aglomerados de mayor tamaño, que contienen estas nanopartículas o se componen de ellas, en presencia de un agente dispersivo mediando empleo de apropiados agentes estabilizadores. Tales aglomerados son conocidos de por sí y se pueden producir por ejemplo mediante unos procedimientos seguidamente descritos:

Se conocen agentes de revestimiento que contienen unas nanopartículas, produciéndose las nanopartículas mediante una técnica de sol-gel mediante una condensación (concomitante) hidrolítica de tetraetoxi-silano (TEOS) con otros alcóxidos de metales, en ausencia de agentes aglutinantes orgánicos e inorgánicos. A partir del documento de patente alemana DE 199 24 644 es conocido que la síntesis por sol-gel se puede llevar a cabo también en el medio (de uso). Se emplean preferiblemente unas formulaciones que se endurecen por radiaciones. Todos los materiales producidos mediante el proceso de sol-gel se distinguen, sin embargo, por unos pequeños contenidos de cuerpos sólidos a base de sustancias inorgánicas y orgánicas, por unas cantidades elevadas del producto de condensación (por regla general alcoholes), por la presencia de agua y por una estabilidad limitada en almacenamiento.

Constituyen un progreso las partículas de óxidos metálicos, reactivas, estables frente a altas temperaturas, que se han producido mediante una condensación hidrolítica de alcóxidos de metales sobre la superficie de partículas inorgánicas a la nanoescala (con un tamaño de nanómetros) en presencia de agentes aglutinantes reactivos. La estabilidad térmica de las formulaciones terminadas de reaccionar se consigue mediante la copolimerización heterogénea de grupos reactivos del medio con grupos reactivos del mismo tipo del agente aglutinante. Es desventajosa aquí la incompleción de la copolimerización heterogénea, en cuyo caso no todos los grupos reactivos aparecen sobre la superficie de las partículas en la copolimerización. El motivo de ello son principalmente unos impedimentos estéricos. Tal como es sabido, sin embargo, los grupos terminados de reaccionar conducen a reacciones consecutivas indeseadas, que pueden provocar descoloraciones, fragilizaciones o una descomposición prematura. Esto es válido en especial para los usos a altas temperaturas. También el procedimiento descrito en el documento DE 198 46 660 conduce a unos sistemas que no son estables en almacenamiento debido al medio de carácter ácido en presencia del producto de condensación (por regla general alcoholes).

Se conocen también unas partículas a la nanoescala, modificadas superficialmente (Degussa Aerosil® R 7200), que se han formado mediante condensación de óxidos metálicos con unos silanos en ausencia de un agente aglutinante y por consio9guiente en ausencia de fuertes fuerzas de cizalladura,... [Seguir leyendo]

1. Estratificados que contienen junto a la superficie unas nanopartículas de óxidos metálicos, modificadas con un agente estabilizador en la superficie, que tienen una alta proporción de α-óxido de aluminio, siendo el agente estabilizador un silano o siloxano o sus mezclas.

2. Estratificados de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados porque las nanopartículas contienen hasta 50 % en 5 peso de otro óxido adicional, tratándose de mezclas o de cristales mixtos genuinos.

3. Estratificados de acuerdo con la reivindicación 1, que contienen unas nanopartículas de óxidos metálicos con un tamaño medio de partículas de 1 nm a 900 nm y con un contenido de α-óxido de aluminio de 50 - 100 %.

4. Estratificados que contienen unas nanopartículas de óxidos metálicos con una alta proporción de α-óxido de aluminio,

caracterizados porque las nanopartículas contienen hasta 50 % en peso de otro óxido adicional tomado de la serie de 10 los elementos de las tierras raras o zirconio o hafnio.

5. Estratificados de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizados porque ellos contienen adicionalmente óxido de aluminio con una finura situada en la región de los micrómetros (µm).

6. Estratificados de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque las nanopartículas de óxidos metálicos están contenidas en la película superior.

15 7. Procedimiento para la producción de estratificados de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se mezcla una dispersión de nanopartículas que tienen una alta proporción de α-óxido de aluminio en un disolvente, preferiblemente agua, con una resina de impregnación para la producción de estratificados, y el estratificado se termina de un modo usual.