Composición amortiguadora de sonido con un polímero en emulsión y un compuesto fluorado.

Composición amortiguadora de sonido que contiene

(a) una dispersión de polímero que contiene al menos un polímero dispersado en agua,

el cual puede obtenersemediante polimerización en emulsión de monómeros polimerizables por radicales libres, el cual tiene unatemperatura de transición vítrea en el rango de -60 a +60°C;

(b) materiales de carga inorgánicos; y

(c) al menos un compuesto logrado que se selecciona del grupo compuesto por ácidos carboxílicos sustituidos conperfluoroalquilo y sus sales, resinas de ácido carboxílico sustituido con perfluoroalquilo o sus sales, ésterespoliméricos fluoroalifáticos, surfactantes y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor.

Composición amortiguadora de sonido con un polímero en emulsión y un compuesto fluorado La invención se refiere a una composición amortiguadora de sonido que contiene una dispersión de polímero, la cual contiene (a) al menos un polímero dispersado en agua, que puede producirse mediante polimerización en emulsión de monómeros polimerizables por radicales libres, que tiene una temperatura de transición vítrea en el rango de -60 a +60°C; (b) materiales de carga inorgánicos; y (c) al menos un compuesto fluorado seleccionado de ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo y sus sales, resinas de ácido carboxílico sustituido con perfluoroalquilo o sus sales, ésteres poliméricos fluoroalifáticos, surfactantes, y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor. La invención se refiere también a un método para amortiguar vibraciones u oscilaciones de componentes de vehículos y de máquinas.

Por la vibración o las oscilaciones de los componentes de máquinas o vehículos se generan ruidos indeseados. Para reducir los ruidos, los componentes pueden proveerse con las llamadas composiciones amortiguadora de sonido también denominadas composiciones LASD (Liquid Applied Sound Damping o composiciones de amortiguación de sonido aplicada líquidas) . En Journal of Materials Science 36 (2001) 5733-5737, US 2004/0033354, DE 202010001353 U1 y US 6502821 se describen, por ejemplo, materiales amortiguadores de oscilaciones. El equipamiento de componentes tridimensionales, geométricamente complejos, puede efectuarse aspergiendo una composición amortiguadora de sonido en forma de una dispersión acuosa. Dispersiones de este tipo contienen por lo regular un polímero viscoelástico, dispersado, y materiales de carga inorgánicos. Composiciones que amortiguan la oscilación, a base de dispersiones de polímeros con base en agua y de materiales de carga inorgánicos así como de otros materiales adyuvantes son conocidas por la EP 1520865 y la WO 2007/034933. La desventaja de las composiciones amortiguadora de sonido conocidas hasta ahora, que son a base de dispersiones acuosas de polímeros, es que los recubrimientos producidos con las mismas aplicados sobre los componentes pueden absorber agua con la lluvia o con humedad del aire más alta, lo cual puede conducir a corrosión o descomposición indeseadas. Por esto se desean composiciones amortiguadores de sonido con las cuales puedan producirse recubrimientos que bajo la influencia de la humedad provoquen una absorción de agua tan baja como sea posible. El objetivo de la presente invención fue proporcionar composiciones amortiguadoras de sonido de este tipo.

Se ha encontrado que el comportamiento de absorción de agua puede mejorarse mediante determinados aditivos fluorados. Por lo tanto, es objeto de la presente invención una composición amortiguadora de sonido que contiene

(a) una dispersión de polímero que contiene al menos un polímero dispersado en agua, que puede obtenerse mediante polimerización en emulsión de monómeros polimerizables por radicales libres, que tiene una temperatura de transición vítrea en el rango de -60 a +60°C;

(b) materiales de carga inorgánicos; y

(c) al menos un compuesto fluorado que se selecciona del grupo constituido por ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo y sus sales, resinas de ácido carboxílico substituidas con perfluoroalquilo o sus sales, ésteres poliméricos fluoroalifáticos, surfactantes, y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor.

Un uso preferido de la composición amortiguadora de sonido según la invención es el uso para amortiguar oscilaciones de piezas de carrocería de un vehículo.

De acuerdo con la invención para la reducción de la capacidad de absorción de agua de las composiciones amortiguadoras de sonido se emplean ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo y sus sales, resinas de ácido carboxílico sustituidas con perfluoroalquilo o sus sales, ésteres poliméricos fluoroalifáticos surfactantes y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor.

Cuando en lo sucesivo se hable de ácidos siempre se aplica lo mismo también para sus sales. Los compuestos fluorados están contenidos en la composición amortiguadora de sonido según la invención, preferiblemente, en una cantidad de 0, 1 a 3 % en peso o de 0, 1 a 2 % en peso, principalmente de 0, 2 a 0, 5 % en peso.

Los ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo preferidos y sus sales tienen al menos uno o dos grupos perfluoroalquilo de la fórmula -CnCF2n+1, donde los grupos perfluoroalquilo son lineales o ramificados, preferiblemente lineales, n significa un número de 1 16, preferiblemente 4 a 14 o 6 a 12 y las sales se seleccionan de sales de amonio, sales de metal alcalino y sales de metal alcalinotérreo. Las sales adecuadas de ácido carboxílico sustituido con perfluoroalquilo son, por ejemplo, Lodyne® 2010 y Lodyne® 2000.

También son adecuadas principalmente mezclas de compuestos con diferentes grupos perfluoroalquilo, por ejemplo una mezcla de

- 15 % en peso de compuestos con n = 6,

- 70 % en peso de compuestos con n = 8,

- 50 % en peso de compuestos con n = 10 y

- 20 % en peso de compuestos con n = = 12.

Si los compuestos fluorados están presentes en forma de sales de ácido carboxílico, el catión necesario para balancear la carga es preferiblemente amonio, un metal alcalino, preferiblemente litio, sodio, potasio o un metal alcalinotérreo, preferiblemente magnesio, calcio o aluminio.

Ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo adecuados también son ácidos monoaminomonocarboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo, principalmente ácidos monoaminomonocarboxílicos sustituidos con N, N-diperfluoroalquilo. Los ácidos monoaminomonocarboxílicos sustituidos con N, N-di-perfluoroalquilo y los ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo, según la invención, se usan como compuestos con peso molecular definido, o bien como mezclas de compuestos con diferentes pesos moleculares, o bien como mezcla de compuestos de diferente tipo de estructura. Además, los ácidos monoaminomonocarboxílicos sustituidos con N, N-diperfluoroalquilo y los ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo también pueden presentarse en forma polimerizada. Otras clases de sustancias que se emplean según la invención para disminuir la capacidad de absorción de agua de las composiciones amortiguadores de sonido son ésteres poliméricos fluoroalifáticos, surfactantes, y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor. La composición amortiguadora de sonido contiene al menos un compuesto de al menos una de las clases de sustancias de ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo, resinas de ácido carboxílico sustituidas con perfluoroalquilo o sus sales, ésteres poliméricos fluoroalifáticos surfactantes y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor.

Las dispersiones de polímero según la invención son dispersiones de polímeros en medio acuoso. En este caso puede tratarse, por ejemplo, exclusivamente de agua o también de mezclas de agua y un solvente miscible con la misma, tal como metanol, etanol o tetrahidrofurano. Preferiblemente no se emplean solventes orgánicos. Los contenidos de sólidos de las dispersiones son preferiblemente de 15 a 75 % en peso, preferiblemente de 40 a 60 % en peso, principalmente mayores a 50 % en peso. El contenido de sólidos puede lograrse, por ejemplo, mediante el ajuste correspondiente de la cantidad de agua empleada en la polimerización en emulsión y/o de las cantidades de monómeros. El tamaño promedio de las partículas poliméricas dispersadas en la dispersión acuosa es preferiblemente menor a 400 nm, principalmente menor a 300 nm. El tamaño promedio de partícula se encuentra preferiblemente entre 140 y 250 nm. Tamaño de partícula promedio se entiende aquí el valor d50 de la distribución de tamaños de partícula, es decir 50 % en peso del total de la masa de todas las partículas tienen un diámetro de partícula menor que el valor d50. La distribución de tamaños de partícula puede determinarse de manera conocida con la ultracentrífuga analítica (W. Mächtle, Makromolekulare Chemie [Química macromolecular] 185 (1984) , página 1025 -1039) . El valor de pH de la dispersión de polímero se ajusta preferiblemente a pH mayor a cuatro, principalmente a un valor de pH entre 5 y 9.

Los polímeros preparados mediante polimerización en emulsión son polímeros que pueden obtenerse mediante polimerización por radicales libres de compuestos etilénicamente insaturados (monómeros) , por ejemplo como polímeros de acrilato, copolímeros de acrilato o mezclas de polímeros de acrilato. El polímero está compuesto preferentemente... [Seguir leyendo]

1. Composición amortiguadora de sonido que contiene

(a) una dispersión de polímero que contiene al menos un polímero dispersado en agua, el cual puede obtenerse mediante polimerización en emulsión de monómeros polimerizables por radicales libres, el cual tiene una temperatura de transición vítrea en el rango de -60 a +60°C;

(b) materiales de carga inorgánicos; y

(c) al menos un compuesto logrado que se selecciona del grupo compuesto por ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo y sus sales, resinas de ácido carboxílico sustituido con perfluoroalquilo o sus sales, ésteres poliméricos fluoroalifáticos, surfactantes y copolímeros a base de acrilato que contienen flúor.

2. Composición amortiguadora de sonido según la reivindicación precedente, caracterizada porque el compuesto fluorado se selecciona del grupo constituido por ácidos carboxílicos sustituidos con perfluoroalquilo y sales de los mismos.

3. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el ácido carboxílico sustituido con perfluoroalquilo y sus sales tienen al menos uno o dos grupos perfluoroalquilo de la fórmula -CnCF2n+1, en cuyo caso los grupos perfluoroalquilo son lineales o ramificados, n significa un número de 1 a 16 y las sales se seleccionan de sales de amonio, sales de metal alcalino y sales de metal alcalinotérreo.

4. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero (a) se selecciona de homopolímeros de acrilato, copolímeros de acrilato y mezclas de polímeros de acrilato.

5. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el compuesto fluorado está contenido en una cantidad de 0, 1 a 3 % en peso.

6. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la temperatura de transición vítrea del polímero preparado mediante polimerización en emulsión se encuentra en el rango de -30 °C a menor o igual a +60 °C.

7. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero preparado mediante polimerización en emulsión está compuesto en al menos 60% en peso de monómeros principales que se seleccionan de (met) acrilatos de alquilo de C1 a C20, ésteres de vinilo de ácidos carboxílicos que contienen hasta 20 átomos de carbono, compuestos aromáticos de vinilo con hasta 20 átomos de carbono, nitrilos etilénicamente insaturados, haluros de vinilo, éteres de vinilo de alcoholes que contienen 1 a 10 átomos de carbono, hidrocarburos alifáticos con 2 a 8 átomos de carbono y uno o dos enlaces dobles o mezclas de estos monómeros.

8. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero está compuesto en al menos 60% en peso de (met) acrilatos de alquilo de C1 a C10.

9. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero tiene una morfología núcleo-corteza o puede producirse mediante una polimerización de al menos dos etapas, en cuyo caso la temperatura de transición vítrea del polímero que forma el núcleo es diferente en al menos 10 °C de la temperatura de transición vítrea del polímero que forma la corteza, o en cuyo caso la temperatura de transición vítrea del polímero generado en la primera etapa de polimerización es diferente de la temperatura de transición vítrea del polímero generado en la segunda etapa de polimerización en al menos 10 °C.

10. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, que contienen

(a) 5 a 20 % en peso de sólido de la dispersión de polímero,

(b) 40 a 90 % en peso de materiales de carga inorgánicos,

(c) 0, 1 a 3 % en peso de compuestos fluorados,

(c) 10 a 40 % en peso de agua y

(d) 0 a 10 % en peso de materiales adyuvantes.

11. Composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los materiales de carga inorgánicos se seleccionan de caolín, creta, microdolomita, harina de cuarzo y mica y los materiales adyuvantes se emplean en al menos 0, 1 % en peso y se seleccionan de agentes espesantes, resinas, plastificantes y agentes para dispersión de pigmentos.

12. Uso de una composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones precedentes para amortiguar vibraciones de piezas de carrocería de un vehículo.

13. Método para amortiguar vibraciones u oscilaciones de componentes de vehículos o máquinas, en el cual

(1) se proporciona una composición amortiguadora de sonido según una de las reivindicaciones 1 a 11, y

(2) la composición amortiguadora de sonido se aplica a un componente de un vehículo o de una máquina y se seca.