Dispersiones poliméricas y aplicaciones de las mismas.

Una dispersión polimérica que comprende:

al menos un emulsionante;



una fase dispersada que comprende un componente polimérico que comprende una pluralidad de partículasfluoropoliméricas y

una fase continua que comprende una disolución acuosa de un compuesto de Fórmula (I)

en el que X es O y en el que R1, R2, R3 y R4 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en:

hidrógeno, alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo y-C(O)OR5, en el que los grupos alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo yheteroarilo se sustituyen opcionalmente una o más veces con un sustituyente seleccionado independientemente deR5,

en el que R5 se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, fluoroalquilo,fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo, hidroxi, carboxi, alcoxi, sulfonilo, sulfónicoy amina, en el que la dispersión polimérica comprende codisolvente no orgánico o codisolvente orgánico en unacantidad que oscila de 0,01 a 50 por ciento en peso de la dispersión.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/057880.

Solicitante: PEACH STATE LABS, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 180 BURLINGTON ROAD NE ROME, GA 30161 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GRIGAT, MICHAEL, WILLIAMS,MICHAEL,S, JACKSON,ROBERT S.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F2/22 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 2/00 Procesos de polimerización. › Polimerización en emulsión.
  • C08K3/00 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › Utilización de ingredientes inorgánicos.
  • C08K3/28 C08K […] › C08K 3/00 Utilización de ingredientes inorgánicos. › Compuestos que contienen nitrógeno.
  • C09D4/00 C […] › 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). › Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, a base de compuestos no macromoleculares orgánicos con al menos un enlace carbono-carbono insaturado polimerizable.

PDF original: ES-2389389_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispersiones poliméricas y aplicaciones de las mismas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a polimerizaciones en emulsión y dispersiones poliméricas que resultan de las mismas.

Antecedentes de la invención

La polimerización en emulsión es un procedimiento ventajoso que implica la polimerización en cadena de radicales de monómeros en forma de dispersiones coloidales. La polimerización en emulsión guarda alguna semejanza con la polimerización en suspensión. Cualquier similitud, sin embargo, es superficial ya que la polimerización en emulsión generalmente demuestra mecanismos de reacción y propiedades significativamente diferentes. La polimerización en emulsión, por ejemplo, difiere de la polimerización en suspensión en el tipo y menor tamaño de las partículas en que tiene lugar la polimerización, en la clase de iniciador empleado y en la dependencia del peso molecular del polímero de los parámetros de reacción. La polimerización en emulsión ofrece adicionalmente la única ventaja de poderse aplicar para conseguir simultáneamente pesos moleculares altos y velocidades de reacción altas.

La polimerización en emulsión se usa para fabricar diversos polímeros comercialmente importantes. Los polímeros y copolímeros fluorados son ejemplos de materiales poliméricos comercialmente importantes producidos por polimerizaciones en emulsión. Se usan polímeros fluorados en diversas aplicaciones incluyendo el tratamiento de materiales tales como tejidos, cuero, moqueta y papel para impartir propiedades hidrófobas y oleófobas a tales materiales. La polimerización de monómeros fluorados según técnicas de polimerización en emulsión tradicionales presenta diversos retos. Uno de los retos más difíciles es estudiar las variaciones de solubilidad entre los monómeros fluorados hidrófobos y el medio de dispersión acuoso. Para aumentar la solubilidad de los monómeros fluorados en el medio de dispersión acuosa, con frecuencia se añaden codisolventes orgánicos solubles en agua al medio de dispersión.

La adición de codisolventes orgánicos al medio de dispersión, aunque aumenta la solubilización y polimerización de especies hidrófobas, presenta diversas desventajas. Muchos de los codisolventes orgánicos usados en los procedimientos de polimerización en emulsión, por ejemplo, van acompañados de regulaciones gubernamentales debido a diversas consideraciones medioambientales, que pueden aumentar los costes para asegurar el cumplimiento de las regulaciones. Por otra parte, los codisolventes orgánicos pueden ejercer un impacto negativo sobre diversas propiedades de las dispersiones poliméricas. Los codisolventes orgánicos, por ejemplo, pueden ejercer un impacto negativo sobre las propiedades repelentes y protectoras deseadas de la dispersión polimérica, especialmente cuando la dispersión polimérica se aplica a un sustrato tal como un género. Adicionalmente, los codisolventes orgánicos pueden ejercer un impacto negativo sobre la solidez al lavado y otra solidez de sustratos textiles teñidos dispersados que se hayan tratado con dispersiones poliméricas que comprenden codisolventes orgánicos.

Los codisolventes orgánicos se pueden destilar de dispersiones poliméricas. El procedimiento de destilación, sin embargo, aumenta el tiempo de producción y la energía requerida para producir las dispersiones poliméricas. Los procedimientos de destilación pueden desestabilizar adicionalmente la dispersión polimérica. Además, muchos codisolventes orgánicos adecuados para uso en los sistemas de polimerización en emulsión son costosos añadiendo incluso más gasto al procedimiento de producción.

La patente alemana DE 10209818 A1 se refiere a dispersiones poliméricas acuosas y su uso.

La patente europea EP 0919576 A se refiere a un nuevo copolímero, un procedimiento para la preparación del mismo y uso del mismo.

La patente de EE.UU. 6133365 A se refiere a un sistema de un componente basado en látex co-reactivo que conduce a recubrimiento que es reticulable a temperatura ambiente y reticulable con posterioridad por tratamiento por calor y la aplicación en el campo de los recubrimientos.

La patente de EE.UU. 2001/051686 A1 se refiere a látex inverso, auto-invertible con respecto a aceites de parafina blancos, escualano, poliisobuteno hidrogenado, isohexadecano o isododecano y composiciones cosméticas, democosméticas, dermofarmacéuticas o farmacéuticas que los comprenden.

La patente británica GB 1209109 A se refiere a la producción de emulsiones poliméricas.

La patente japonesa JP 2006 028381 A se refiere a un método para producir emulsiones acrílicas.

La patente alemana DE 4302552 A1 se refiere a copolímeros de injerto/ y de núcleo-carcasa con un enlace de fase mejorado entre la base de injerto y la fase polimérica injertada.

La patente de EE.UU. 4.195.008 se refiere a látex extendido con aceite de parafina injertado.

Sumario 5 La presente invención se define por el conjunto de reivindicaciones adjuntadas.

A la vista de los problemas anteriores con codisolventes orgánicos, sería deseable proporcionar dispersiones poliméricas que resulten de polimerizaciones en emulsión con contenido de codisolvente orgánico reducido o 10 ninguno.

En algunas realizaciones, al menos un emulsionante comprende un tensioactivo. Tensioactivos adecuados para uso en dispersiones, según realizaciones de la presente invención, comprenden tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, tensioactivos no iónicos, tensioactivos anfóteros o combinaciones de los mismos.

Un componente monomérico, como se describe en la presente memoria comprende una pluralidad de monómeros con al menos una funcionalidad polimerizable. También se describe que una funcionalidad polimerizable comprende un punto de insaturación, tal como un doble enlace de carbono o un triple enlace de carbono. También se describe que una funcionalidad polimerizable comprende una funcionalidad amina, una funcionalidad isocianato o una

funcionalidad de ácido carboxílico. También se describe que una funcionalidad polimerizable comprende una funcionalidad alcohol o hidroxilo.

Los monómeros, como se describe, comprenden monómeros vinílicos, monómeros alílicos o combinaciones de los mismos. También se describe que los monómeros comprenden monómeros hidrófobos, tales como monómeros 25 perfluorados, monómeros hidrófilos o combinaciones de los mismos. Los monómeros, como se describe, se seleccionan según el polímero deseado que se tenga que producir.

Una dispersión, en algunas realizaciones, comprende además un codisolvente orgánico. En algunas realizaciones, un codisolvente orgánico es soluble en agua. Los codisolventes orgánicos, en algunas realizaciones, comprenden

acetona, metil etil cetona, acetato de etilo, propilenglicol, dipropilenglicol monometil éter, dipropilenglicol, tripropilenglicol, hexilenglicol, etanol o mezclas de los mismos. También se describe que una dispersión que comprende al menos un emulsionante, un componente monomérico y una fase continua que comprende una disolución acuosa de un compuesto de Fórmula (I) no comprende un codisolvente orgánico.

También se describe que una dispersión que comprende al menos un emulsionante, un componente monomérico y una fase continua que comprende una disolución acuosa de un compuesto de Fórmula (I) es una dispersión coloidal.

En otro aspecto, la presente invención proporciona dispersiones poliméricas. En una realización, una dispersión polimérica comprende al menos un emulsionante, una fase dispersada que comprende un componente polimérico y 40 una fase continua que comprende una disolución acuosa de un compuesto de Fórmula (I)

en el que X es O y en el que R1, R2, R3 hidrógeno, alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo y

45 -C (O) OR5, en el que los grupos alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo y heteroarilo se sustituyen opcionalmente una o más veces con un sustituyente seleccionado independientemente de R5,

en el que R5 se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, fluoroalquilo,

50 fluoroalquenilo, fluoroalquinilo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una dispersión polimérica que comprende: al menos un emulsionante;

una fase dispersada que comprende un componente polimérico que comprende una pluralidad de partículas fluoropoliméricas y una fase continua que comprende una disolución acuosa de un compuesto de Fórmula (I)

en el que X es O y en el que R1, R2, R3 y R4 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo y -C (O) OR5, en el que los grupos alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo y heteroarilo se sustituyen opcionalmente una o más veces con un sustituyente seleccionado independientemente de

15 R5,

en el que R5 se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo, hidroxi, carboxi, alcoxi, sulfonilo, sulfónico y amina, en el que la dispersión polimérica comprende codisolvente no orgánico o codisolvente orgánico en una

cantidad que oscila de 0, 01 a 50 por ciento en peso de la dispersión.

2. Un sustrato que comprende al menos una superficie al menos parcialmente recubierta con una dispersión polimérica que comprende una fase dispersada que comprende un componente polimérico que comprende una pluralidad de partículas fluoropoliméricas y una fase continua que comprende una disolución acuosa de un

compuesto de Fórmula (I)

en el que X es O y en el que R1, R2, R3 hidrógeno, alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo y

-C (O) OR5, en el que los grupos alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo y heteroarilo se sustituyen opcionalmente una o más veces con un sustituyente seleccionado independientemente de R5,

en el que R5 se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, fluoroalquilo,

fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo, hidroxi, carboxi, alcoxi, sulfonilo, sulfónico y amina, en el que la dispersión polimérica comprende codisolvente no orgánico o codisolvente orgánico en una cantidad que oscila de 0, 01 – 50 por ciento en peso de la dispersión.

3. El sustrato según la reivindicación 2, en el que el sustrato presenta una repelencia oleosa de al menos 5 según

AATCC 118 y/o en el que el sustrato presenta una repelencia al agua/alcohol de al menos 6 según AATCC 193 y/o en el que el sustrato presenta un índice de pulverización de al menos 80 según AATCC 22 y/o en el que el sustrato presenta una solidez al desteñimiento por frote en seco de al menos 3, 5 según AATCC 8 y/o en el que el sustrato presenta una solidez al desteñimiento por frote en húmedo de al menos 3, 5.

45 4. Un método para producir un sustrato recubierto que comprende:

proporcionar un sustrato que presenta al menos una superficie;

proporcionar una dispersión polimérica que comprende una fase dispersada que comprende un componente 50 polimérico que comprende una pluralidad de partículas fluoropoliméricas y una fase continua que comprende una disolución acuosa de un compuesto de Fórmula (I) ;

en el que X es O y en el que R1, R2, R3 y R4 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo y -C (O) OR5, en el que los grupos alquilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo y heteroarilo se sustituyen opcionalmente una o más veces con un sustituyente seleccionado independientemente de R5,

en el que R5 se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, fluoroalquilo, fluoroalquenilo, fluoroalquinilo, cicloalquilo, heterociclilo, arilo, heteroarilo, hidroxi, carboxi, alcoxi, sulfonilo, sulfónico y amina, en el que la dispersión polimérica comprende codisolvente no orgánico o codisolvente orgánico en una cantidad que oscila de 0, 01 a 50 por ciento en peso de la dispersión y aplicar la dispersión polimérica a al menos una porción de al menos una superficie.

5. La dispersión según la reivindicación 1, en la que las partículas fluoropoliméricas comprenden: metacrilatos de fluoroalquilo, acrilatos de fluoroalquilo, fluoroalquil aril uretanos, fluoroalquil uretanos, fluoroalquil alquil uretanos, acrilatos de fluoroalquil uretano, fluoroalquilacrilamidas, acrilatos de fluoroalquilsulfonamida o mezclas de los mismos.

6. La dispersión según la reivindicación 1, en la que las partículas fluoropoliméricas presentan un tamaño medio que oscila de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 200 nm.

7. La dispersión según la reivindicación 1, en la que las partículas fluoropoliméricas presentan un tamaño medio que oscila de aproximadamente 40 nm a aproximadamente 130 nm.

8. La dispersión según la reivindicación 1, en la que las partículas fluoropoliméricas están presentes en una cantidad que oscila de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 30 por ciento en peso.

9. La dispersión según la reivindicación 1, en la que la dispersión no comprende un co-disolvente orgánico.

10. El método según la reivindicación 4, en el que las partículas fluoropoliméricas se seleccionan del grupo que consiste en: metacrilatos de fluoroalquilo, acrilatos de fluoroalquilo, fluoroalquil aril uretanos, fluoroalquil uretanos, fluoroalquil alquil uretanos, acrilatos de fluoroalquil uretano, fluoroalquilacrilamidas, acrilatos de fluoroalquilsulfonamida, politetrafluoroetileno, etileno-propileno fluorado, perfluoroalcoxiresina, politriclorotrifluoroetileno, etileno-tetrafluoroetileno, poli (fluoruro de vinilideno) , poli (fluoruro de vinilo) y mezclas de los mismos.


 

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