RECUBRIMIENTOS HIDRÓFILOS DE DESPRENDIMIENTO DE BIOINCRUSTACIONES Y USOS DE LOS MISMOS.

Un proceso para inhibir la formación de bioincrustaciones sobre una superficie bajo el agua,

proceso que comprende aplicar a la superficie una composición de recubrimiento que comprende: (a) por lo menos un éster de celulosa seleccionado del grupo que consiste en acetato de celulosa, triacetato de celulosa, acetato-ftalato de celulosa, acetato-butirato de celulosa, butirato de celulosa, tributirato de celulosa, propionato de celulosa, tripropionato de celulosa, acetato-propionato de celulosa, acetato de carboximetilcelulosa, acetato-propionato de carboximetilcelulosa, acetato-butirato de carboximetilcelulosa o mezclas de los mismos, en el que los ésteres de celulosa constituyen 10 a 70% en peso, basado en el peso total de la composición; (b) por lo menos un disolvente orgánico seleccionado del grupo que consiste en alcoholes, ésteres, cetonas, éteres de glicol, ésteres de éteres de glicol o mezclas de los mismos; y (c) un agente de reticulación que es reactivo con por lo menos uno de los citados ésteres de celulosa y curar la citada composición de recubrimiento para proporcionar un recubrimiento hidrófilo insoluble en agua que es sustancialmente liso y no poroso

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/010910.

Solicitante: EASTMAN CHEMICAL COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 200 SOUTH WILCOX DRIVE KINGSPORT TN 37660 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HAMILTON,Willard Charlson, FURMAN,Myron,c/o Eastman Chemical Company.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Mayo de 2007.

Clasificación PCT:

  • C09D101/10 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 101/00 Composiciones de revestimiento a base de celulosa, celulosa modificada o derivados de celulosa. › Esteres de ácidos orgánicos (de ácidos orgánicos e inorgánicos C09D 101/20).
  • C09D5/00 C09D […] › Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2358949_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

5 Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para reducir la formación de incrustaciones biológicas en aplicaciones marinas sin usar agentes tóxicos contra las bioincrustaciones. Además, la invención describe composiciones de recubrimiento hidrófilas insolubles en agua que son particularmente útiles a este respecto.

10 Los organismos incrustantes marinos, como percebes, moluscos e incluso algas, se pegan, crecen y se acumulan sobre superficies en un medio subacuático. La acumulación de estos organismos sobre estructuras industriales, como cascos de buques, tuberías de entrada de agua, boyas y plataformas estáticas en mar abierto, originan reducciones importantes del rendimiento y/o duración de las estructuras en cuestión. Frecuentemente estas reducciones van acompañadas de consecuencias económicas importantes. Por ejemplo, la mayor resistencia creada por organismos incrustantes pegados a la superficie de un buque en navegación origina reducciones importantes de su velocidad debido a la mayor resistencia creada por los organismos. Como se deben mantener los programas de transportes, la consecuencia de las bioincrustaciones marinas es que se consumen cantidades mayores de combustible para mantener las velocidades apropiadas y aumentan los costes operativos. Para eliminar las bioincrustaciones, se debe atracar el barco, eliminar las bioincrustaciones y volver a recubrir el barco. No sólo hay un coste directo para el armador del buque, asociado con su proceso de mantenimiento, sino que también hay un coste indirecto asociado con la pérdida de ingresos durante el período de tiempo en el que el buque está fuera de servicio. En el ejemplo más estático de tuberías de entrada de agua, los organismos incrustantes, como los mejillones cebra, pueden reducir significativamente el caudal en las tuberías. Esto puede originar consecuencias que van desde una pérdida inconveniente de presión en una instalación municipal de tratamiento de agua hasta una pérdida potencialmente catastrófica de agua de refrigeración en una central térmica o en una planta petroquímica.

Históricamente, el control de las bioincrustaciones por organismos marinos se ha realizado usando productos químicos tóxicos para los organismos incrustantes o para grupos de dichos organismos mediante recubrimientos 30 denominados antiincrustantes biocidas. Es necesario que dichos materiales biocidas tengan un amplio espectro de actividad sobre diversos tipos de organismos incrustantes debido a las diferentes aguas y condiciones climáticas a las que está expuesto el buque y, en consecuencia, su recubrimiento. Dichos agentes químicos incluyen óxidos, sales y ésteres orgánicos de metales como cobre, estaño, cinc y plomo, así como compuestos orgánicos como 10,10-oxibisfenoxazina, hexaclorofeno y tetracloroisoftalonitrilo. Cuando se incorporan en recubrimientos para 35 estructuras acuáticas, estos y otros materiales similares pueden reducir eficazmente las bioincrustaciones sobre la superficie recubierta. Sin embargo, frecuentemente dichos materiales se lixivian de la composición de recubrimiento, con consecuencias negativas importantes. Debido al amplio espectro antes mencionado de toxicidad de estos materiales, naturalmente preocupa que dichas sustancias cuando se lixivian de estos tipos de recubrimiento se puedan acumular en el medio ambiente e impactar negativamente sobre formas deseables de vida marina. Sin

40 embargo, hay la consecuencia práctica de la pérdida de eficacia, con el tiempo, del recubrimiento contra organismos incrustantes. Esto ocurre típicamente cuando la concentración del producto químico antiincrustante en el recubrimiento se reduce por debajo de su nivel eficaz.

Un método de resolver la pérdida de eficacia del recubrimiento biocida antiincrustante es un método de ablación

45 controlada del recubrimiento. En este proceso, la superficie de la película de recubrimiento se solubiliza gradualmente en agua (del mar) de modo que queda expuesta una nueva superficie que no ha sido empobrecida del antiincrustante químico. Los denominados sistemas de recubrimiento de empobrecimiento controlado o de autolimpieza se deben formular muy cuidadosamente para equilibrar cuidadosamente la necesidad de una eliminación controlada del antiincrustante químico con la necesidad de un recubrimiento protector duradero.

50 La patente de Estados Unidos número 4.273.833 describe un recubrimiento hidrófilo reticulado que se aplica sobre una pintura antiincrustante del tipo de lixiviación de superficies duras, para proporcionar actividad antiincrustante prolongada. El recubrimiento hidrófilo reticulado está compuesto de un polímero acrílico carboxilado soluble en agua

o dispersable en agua, un agente de reticulación del polímero acrílico carboxilado, una polialquilén-poliamina

55 superior (o un derivado de ésta) y un agente absorbedor de radiaciones ultravioletas. También se describe un incremento de la vida útil del sistema de recubrimiento en buques y estructuras subacuáticas.

La patente de Estados Unidos número 4.497.852 describe una composición de pintura antiincrustante que es hidrófoba, ópticamente transparente y que no se lixivia, para aplicación a estructuras marinas. La composición se

60 prepara como composición de un solo componente mezclando un isocianato reactivo con poliol, un polímero acrílico con funcionalidad hidroxi y un polímero orgánico de estaño en un medio que comprende una mezcla de cetonas de peso molecular bajo y éteres con funcionalidad hidroxi o alcoholes lineales. Se prefiere que el polímero orgánico de estaño constituya 40-50% en peso de la composición total de recubrimiento.

65 La patente de Estados Unidos número 4.576.838 describe una composición de pintura antiincrustante con buena resistencia a la lixiviación y, en consecuencia, de larga duración y que comprende un polímero que contiene estaño, derivado de un monómero que tiene la fórmula R3SnOOCR', un componente hidrófilo y un componente hidrófobo. El componente hidrófilo se describe como adyuvante de la adherencia de la composición al material sobre el que se aplica mientras que el componente hidrófobo ayuda en la preparación de la composición retardando el efecto disolvente del agua o, en otras palabras, haciéndola menos lixiviable.

La patente de Estados Unidos número 5.302.192 describe una composición de recubrimiento antiincrustante que comprende un biocida marino y un aglutinante que es un polímero hidrolizable no atacable por agua de mar y formador de una película, polímero que contiene grupos ácido sulfónico en forma de sal de amonio cuaternario. Se describe que el pigmento biocida marino es óxido cuproso.

10 Una alternativa más respetuosa medioambientalmente a los recubrimientos biocidas antiincrustantes son los denominados recubrimientos de desprendimiento de incrustaciones. Dichos materiales no usan biocidas para impedir las incrustaciones sino que se basan en un principio de “no pegajosidad” para minimizar la adherencia de organismos incrustantes a la superficie. En dicho sistema, es ideal para que la bioadherencia a la superficie sea suficientemente débil que el peso de las fuerzas incrustantes y/o hidrodinámicas creadas por el movimiento de los buques sea suficiente para desprender los organismos marinos. En general se acepta que se deben minimizar las interacciones físicas, químicas y mecánicas potenciales del adhesivo incrustante con el sustrato. La técnica actual sugiere que la adherencia física del adhesivo incrustante se minimiza cuando la composición de recubrimiento tiene un energía superficial muy baja (esto es, cuando sea muy hidrófobo). Típicamente dichos bioadhesivos son polipéptidos o polisacáridos de carácter muy polar. Brady et al. (Langmuir, 2004, 20, 2.830-2.836) especifican en realidad que la propiedad de desprendimiento de un material (como el usado en un recubrimiento de desprendimiento de bioincrustaciones) se controla principalmente por su energía libre superficial del tipo que aumenta la repulsión de agua, esto es, por cuánto hidrófobo sea el material. Las interacciones químicas se minimizan asegurando que la composición de recubrimiento no contenga grupos funcionales que puedan reaccionar covalentemente con los constituyentes del adhesivo incrustante. Por ejemplo, se podría esperar que adhesivos basados en polipéptidos reaccionen con funcionalidades carboxílicas y/o aminas presentes en el recubrimiento porque químicamente son muy similares a los grupos reactivos que forman el adhesivo. Las interacciones mecánicas se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para inhibir la formación de bioincrustaciones sobre una superficie bajo el agua, proceso que comprende aplicar a la superficie una composición de recubrimiento que comprende:

(a) por lo menos un éster de celulosa seleccionado del grupo que consiste en acetato de celulosa, triacetato de celulosa, acetato-ftalato de celulosa, acetato-butirato de celulosa, butirato de celulosa, tributirato de celulosa, propionato de celulosa, tripropionato de celulosa, acetato-propionato de celulosa, acetato de carboximetilcelulosa, acetato-propionato de carboximetilcelulosa, acetato-butirato de carboximetilcelulosa o

10 mezclas de los mismos, en el que los ésteres de celulosa constituyen 10 a 70% en peso, basado en el peso total de la composición;

(b) por lo menos un disolvente orgánico seleccionado del grupo que consiste en alcoholes, ésteres, cetonas, éteres de glicol, ésteres de éteres de glicol o mezclas de los mismos; y

(c) un agente de reticulación que es reactivo con por lo menos uno de los citados ésteres de celulosa

y curar la citada composición de recubrimiento para proporcionar un recubrimiento hidrófilo insoluble en agua que es sustancialmente liso y no poroso.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado recubrimiento hidrófilo insoluble en agua tiene un ángulo de contacto con octano bajo el agua mayor que 80 grados.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que por lo menos uno de los citados ésteres de celulosa ha 25 sido hidrolizado parcialmente.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado disolvente comprende por lo menos un disolvente primario y por lo menos un disolvente secundario.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el citado disolvente primario tiene un punto de ebullición de 130 a 230ºC.

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el disolvente primario es uno o más de 2-etilhexanol, diacetona-alcohol, metil amil cetona, metil isoamil cetona, isobutirato de isobutilo, acetato de 2-etilhexilo, dietilenglicol monobutil éter, etilenglicol monobutil éter, etilenglicol 2-etilhexil éter, acetato de dietilenglicol monobutil éter, acetato de etilenglicol monobutil éter o acetato de propilenglicol monometil éter.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el citado disolvente secundario tiene un punto de ebullición de 60 a 130ºC.

40

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el disolvente secundario es uno o más de metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, butanol, acetona, metil etil cetona, metil propil cetona, metil isobutil cetona, acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de n-propilo, acetato de isopropilo, acetato de n-butilo, acetato de t-butilo, propionato de n-propilo o propilenglicol monometil éter.

45

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada composición de recubrimiento comprende además un plastificante.

10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el plastificante se incluye en cantidades de hasta 25% 50 en peso, basado en el peso total de ésteres de celulosa presentes en la composición.

11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado agente de reticulación se selecciona de uno o más de resinas de melamina-formaldehído, resinas de urea-formaldehído, resinas de benzoguanaminaformaldehído, resinas de glucoluril-formaldehído o poliisocianatos.

55

12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada composición de recubrimiento comprende por lo menos una resina auxiliar de recubrimiento, en el que la citada resina auxiliar de recubrimiento es una o más de poliésteres, poliamidas, poliuretanos, poliéteres, poliéter-polioles o resinas poliacrílicas y en el que la citada resina auxiliar de recubrimiento constituye menos de 30% del peso total de la composición.

60

13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada composición de recubrimiento se aplica sobre un sustrato seleccionado del grupo que consiste en madera, metal, plástico o fibra de vidrio.

14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado sustrato ha sido recubierto previamente.

 

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