Composiciones hinchables.

Composición hinchable con agua que puede obtenerse combinando un polímero elastomérico o termoplástico queno se hincha con agua y un material que se hincha con agua,

que comprende

(a) desde el 5 hasta el 70% en peso de micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas,

(b) desde el 30 hasta el 95% en peso de un material elastomérico, de resina o de polímero termoplásticoinsoluble en agua, teniendo las micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas un diámetro medio devolumen de partícula de no más de 20 micrómetros (tal como se determina mediante una técnica dedifracción láser),

en la que las micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas se forman a partir de una combinación demonómeros que comprende,

i) monómero etilénicamente insaturado que contienen grupos ácido sulfónico o sales del mismo,siendo el monómero un ácido sulfónico acrílico que tiene la fórmula:

CH2≥CR (CO)-(NH)-Y-SO3M

en la que R es hidrógeno, metilo o etilo, M se selecciona de hidrógeno, un ión metálico, ión amonio,amina primaria, secundaria o terciaria protonada o un ión amonio cuaternario e Y es un grupoalquileno C1-8 lineal o ramificado,

ii) monómero etilénicamente insaturado soluble en agua no iónico, seleccionado del grupo queconsiste en acrilamida, metacrilamida, N,N-di(alquil C1-C8)(met)acrilamida, N-(alquilC1-C8)(met)acrilamida, alcohol vinílico, acetato de vinilo, alcohol alílico, metacrilato de hidroxietilo,acrilato de hidroxietilo y acrilonitrilo,

en la que la razón de i) con respecto a ii) está en el intervalo de 0,006:1 a 6:1 (base en moles).

Composiciones hinchables La presente invención se refiere a composiciones hinchables con agua, a dispersiones de polímero y a micropartículas de polímero para su preparación.

Se conocen juntas hinchables con agua que comprenden un componente de elastómero y material absorbente de agua particulado que es una combinación de un polisacárido y un polímero superabsorbente de agua seleccionado de polímeros basados en metacrilato, acrilato, poli (ácido metacrílico) , poli (ácido acrílico) y sales de los mismos, poliacrilamida y así sucesivamente de por ejemplo el documento US 6.358.580. Los polímeros superabsorbentes de agua tienen un tamaño de partícula promedio en el intervalo de desde 5 hasta 800 micrómetros. En uno de los superabsorbentes adecuados, sólo el 2, 3% en peso de las partículas tienen un tamaño de partícula inferior a 50 micrómetros.

Se describen selladores de estanqueidad al agua y usados para materiales impermeabilizantes en los diversos trabajos de construcción e ingeniería civil que comprenden una parte que se hincha con agua y una parte que no se hincha con agua por ejemplo en el documento EP 588.286 A1: como parte que no se hincha con agua pueden elegirse resinas de cloruro de vinilo, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, polietileno, polipropileno, EPDM y resinas de silicona, y como materiales que se hinchan con agua resinas de uretano, carboximetilcelulosa, poli (alcohol vinílico) , poliacrilato de sodio y otros. En el caso de resina de cloruro de vinilo, parece que es preferible aplicar también un plastificante, como un ftalato tal como ftalato de dioctilo, ftalato de ditridecilo, o un trimelitato, piromelitato o un adipato, o similares. En los ejemplos, sólo se dan a conocer resinas de uretano que se hinchan con agua a partir de fuentes desconocidas y tamaños de partícula.

El documento US 4.532.298 da a conocer composiciones de caucho hinchables con agua que comprenden un caucho de cloropreno, una resina de alta absorción de agua, un polímero gomoso y un agente de vulcanización a base de óxido de metal. Preferiblemente, la resina de alto hinchamiento se aplica en una forma en polvo mediante pulverización para tener una distribución de tamaño de partícula tal que pase por un tamiz de abertura de 20 de malla, que corresponde a 840 micrómetros. Se menciona que un polvo más grueso puede presentar desigualdad en la expansión cuando se hincha con agua o puede reducir la lisura de la superficie.

El documento WO 97/34945 da a conocer gránulos secados por pulverización que tienen un tamaño de al menos el 90% en peso superior a 20 micrómetros y que están formados por partículas primarias, teniendo las partículas primarias un tamaño de al menos el 90% en peso inferior a 10 micrómetros y están formadas por polímero de monómero etilénicamente insaturado soluble en agua o combinación de monómeros y de 5 a 2000 ppm de agente de reticulación polietilénicamente insaturado, los gránulos se han formado secando por pulverización una emulsión en fase inversa de las partículas de polímero primarias en el líquido no acuoso. En particular, se dan a conocer partículas primarias, que presentan un tamaño de partícula primario del 90% en peso en el intervalo de desde 0, 5 hasta 3 micrómetros, que se obtienen mediante polimerización de emulsión en fase inversa de una mezcla que comprende el 80% en peso de acrilato de dimetilaminoetilo cuaternizado con cloruro de metilo y el 20% en peso de acrilamida en presencia de metilen-bis-acrilamida. Los gránulos se usan en composiciones de floculación o viscosificación, por ejemplo en el campo del tratamiento de lodos de aguas residuales, o en el procedimiento de fabricación de papel. No se dan a conocer propiedades hinchables con agua, ni su uso para fabricar composiciones hinchables con agua.

El documento US 4.585.812 A da a conocer una composición caracterizada por un líquido no acuoso tal como aceite o xileno que contiene una dispersión de partículas de polímero hinchables con agua anhidras en la que 1 parte en peso es inferior a 3 micrómetros y de 1 a 7 partes en peso (véase la col. 6, I. 25 a 34) son partículas gruesas de 10 a 300 micrómetros. El ejemplo 1 se refiere a un polímero no reticulado, en el que el tamaño de partícula antes de la polimerización, es decir, antes de la desoxigenación y la adición de iniciador, está en el intervalo de 1 a 2 micrómetros. El tamaño de partícula de las partículas finas polimerizadas resultantes no se da a conocer. En el ejemplo 2, se prepara otro copolímero no reticulado, en el que el tamaño de partícula es inferior a 3 micrómetros, sin embargo, no queda claro si el tamaño de partícula es inferior a 2 micrómetros. Las partículas finas no se mezclan con un polímero termoplástico insoluble en agua. Además, las partículas no se usan para la fabricación de juntas.

El documento EP 0 179 937 A1 da a conocer una composición de tres componentes de elastómero que se hincha con agua que consiste esencialmente en una mezcla homogénea de un elastómero, una resina absorbente de agua y una resina soluble en agua, en la que la resina soluble en agua se selecciona del grupo de poli (óxido de etileno) , una polivinilpirrolidona, una hidroxiletilcelulosa, una hidroxilpropilcelulosa y una mezcla de los mismos. Una desventaja de esta solicitud de patente es que además del elastómero, se necesitan dos resinas adicionales para lograr los efectos deseados. Otra desventaja es la pérdida de resina soluble en agua cuando el elastómero se hincha en contacto con agua, debido a que las moléculas diferenciadas disueltas permean fuera del elastómero hacia la fase acuosa. En una etapa de rehidratación posterior, el elastómero da como resultado peores propiedades de hinchamiento. La resina absorbente de agua debe tener un diámetro de partícula inferior a 400 micrómetros,

preferiblemente inferior a 100 micrómetros. Sin embargo, no se da a conocer el límite inferior del diámetro de partícula. Sólo en el ejemplo 1 se menciona un producto reticulado de poli (acrilato de sodio) , Aquakeep®4S, que presenta un diámetro de partícula de 70 micrómetros. Se mencionan, también, otras resinas absorbentes de agua, por ejemplo en el ejemplo 3 (Sanwet IM-300) y en el ejemplo 9 (Sumikagel S-50) , sin embargo, no se facilita ningún diámetro de partícula. Además, el documento EP 0 179 937 menciona en la página 5, línea 16, que la ventaja del tamaño de partícula más fino es que se obtiene una composición más homogénea, y un producto hinchado obtenido a partir de la misma resulta ser homogéneo.

El documento WO2006108784 describe micropartículas de polímero, dispersiones y composiciones hinchables con agua y su preparación. Se da a conocer una composición hinchable con agua que puede obtenerse combinando un polímero elastomérico o termoplástico que no se hincha con agua y un material que se hincha con agua que comprende micropartículas de polímero hidrófilas teniendo las micropartículas de polímero hidrófilas un diámetro medio de volumen de partícula de no más de 2 micrómetros.

El documento EP 0 318 615 A1 describe una composición hinchable con agua para la prevención de la fuga de agua en trabajos de construcción. La composición comprende un elastómero, tal como un caucho de policloropreno, y una resina reticulada polimérica altamente absorbente. La referencia busca superar los problemas de absorción reducida de fluido que contiene iones calcio. Se dice que se supera esto empleando una resina polimérica formada a partir de un copolímero de ácido (met) acrílico, ésteres de ácido (met) acrílico que tienen un grupo ácido sulfónico y (met) acrilamida.

El documento WO 2005/066229 da a conocer un polímero reticulado anfótero que comprende monómero de vinilo que contiene grupo amino terciario, monómero de vinilo que contiene grupo carboxilo y un monómero de vinilo que contiene un grupo ácido sulfónico. Se dice que la composición absorbe al menos 50 veces en agua pura y al menos diez veces en disolución de cloruro de calcio uno molar.

El documento JP 2003 041065 describe un material absorbente de agua para caucho que se hincha con agua que comprende un copolímero de anhídrido de aminoácido poliácido que tiene en la molécula al menos un doble enlace etilénicamente insaturado y un compuesto que tiene un sulfonato que contiene doble enlace etilénicamente insaturado y/o un compuesto que tiene una sal de sulfonato en la que el tamaño promedio de las partículas es de hasta 100 micrómetros. Se dice que el caucho que se hincha con agua permanece estable durante largos periodos incluso en contacto con iones metálicos polivalentes tales como agua marina y agua dura.

El documento JP 2004 331851 proporciona un agente... [Seguir leyendo]

1. Composición hinchable con agua que puede obtenerse combinando un polímero elastomérico o termoplástico que no se hincha con agua y un material que se hincha con agua, que comprende

(a) desde el 5 hasta el 70% en peso de micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas,

(b) desde el 30 hasta el 95% en peso de un material elastomérico, de resina o de polímero termoplástico insoluble en agua, teniendo las micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas un diámetro medio de volumen de partícula de no más de 20 micrómetros (tal como se determina mediante una técnica de difracción láser) ,

en la que las micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas se forman a partir de una combinación de monómeros que comprende,

i) monómero etilénicamente insaturado que contienen grupos ácido sulfónico o sales del mismo, siendo el monómero un ácido sulfónico acrílico que tiene la fórmula:

CH2=CR (CO) - (NH) -Y-SO3M

en la que R es hidrógeno, metilo o etilo, M se selecciona de hidrógeno, un ión metálico, ión amonio, amina primaria, secundaria o terciaria protonada o un ión amonio cuaternario e Y es un grupo alquileno C1-8 lineal o ramificado,

ii) monómero etilénicamente insaturado soluble en agua no iónico, seleccionado del grupo que consiste en acrilamida, metacrilamida, N, N-di (alquil C1-C8) (met) acrilamida, N- (alquil C1-C8) (met) acrilamida, alcohol vinílico, acetato de vinilo, alcohol alílico, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo y acrilonitrilo,

en la que la razón de i) con respecto a ii) está en el intervalo de 0, 006:1 a 6:1 (base en moles) .

2. Composición hinchable con agua según la reivindicación 1, en la que la combinación de monómeros comprende además hasta el 50% en moles de monómero etilénicamente insaturado soluble en agua que contiene grupos ácido carboxílico seleccionados del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido maleico y ácido fumárico o sales de los mismos y/o la combinación de monómeros comprende además hasta el 50% en moles de otro monómero etilénicamente insaturado.

3. Procedimiento para la fabricación de las composiciones según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 que comprende mezclar del 5 al 70% en peso de micropartículas reticuladas hidrófilas y del 30 al 95% en peso de material elastomérico, de resina o de polímero termoplástico insoluble en agua.

4. Composición hinchable con agua que puede obtenerse combinando un polímero elastomérico o termoplástico que no se hincha con agua y un material que se hincha con agua, que comprende

(a) desde el 5 hasta el 70%, preferiblemente del 10 al 60, lo más preferiblemente desde el 15 hasta el 50% en peso de micropartículas de polímero reticuladas hidrófilas,

(b) desde el 30 hasta el 95%, preferiblemente del 40 al 90, lo más preferiblemente desde el 50 hasta el 85% en peso de un material elastomérico, de resina o de polímero termoplástico insoluble en agua,

teniendo las micropartículas de polímero hidrófilas un diámetro medio de volumen de partícula de no más de 20 micrómetros (tal como se determina mediante una técnica de difracción láser) , siendo las micropartículas de polímero hidrófilas una combinación de al menos dos polímeros en la que al menos un polímero se forma a partir de un monómero o combinación de monómeros que comprende monómero etilénicamente insaturado que contiene grupos ácido sulfónico o sales del mismo, y opcionalmente monómero etilénicamente insaturado soluble en agua no iónico seleccionado del grupo que consiste en acrilamida, metacrilamida, N, N-di (alquil C1-C8) (met) acrilamida, N- (alquil C1-C8) (met) acrilamida, alcohol vinílico, acetato de vinilo, alcohol alílico, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo y acrilonitrilo, y opcionalmente monómero de ácido carboxílico etilénicamente insaturado soluble en agua o sales del mismo, y opcionalmente otro monómero etilénicamente insaturado y en la que al menos un polímero adicional que se forma a partir de un monómero o combinación de monómeros que comprende monómero etilénicamente insaturado soluble en agua no iónico seleccionado del grupo que consiste en acrilamida, metacrilamida, N, N-di (alquil C1-C8) (met) acrilamida, N- (alquil C1-C8) (met) acrilamida, alcohol vinílico, acetato de vinilo, alcohol alílico, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo y acrilonitrilo, y opcionalmente monómero etilénicamente insaturado que contiene grupos ácido sulfónico o sales del mismo, y opcionalmente monómero de ácido carboxílico etilénicamente insaturado soluble en agua seleccionado del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido maleico y ácido fumárico o sales del mismo y opcionalmente otro monómero etilénicamente insaturado y en la que la combinación total de la combinación de polímeros proporcionan una cantidad equivalente de componentes de monómero de i) monómero etilénicamente insaturado que contiene grupos ácido sulfónico o sales del mismo, siendo el monómero un ácido sulfónico acrílico que tiene la fórmula:

CH2=CR (CO) - (NH) -Y-SO3M

en la que R es hidrógeno, metilo o etilo, M se selecciona de hidrógeno, un ión metálico, ión amonio, amina primaria, secundaria o terciaria protonada o un ión amonio cuaternario e Y es un grupo alquileno C1-8 lineal o ramificado,

ii) monómero etilénicamente insaturado soluble en agua no iónico seleccionado del grupo que consiste en acrilamida, metacrilamida, N, N-di (alquil C1-C8) (met) acrilamida, N- (alquil C1-C8) (met) acrilamida,

alcohol vinílico, acetato de vinilo, alcohol alílico, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo y acrilonitrilo,

en la que la cantidad equivalente de componentes de monómero tiene la razón de i) con respecto a ii) en el intervalo de 0, 006:1 a 6:1 (base en moles) .

5. Uso de la composición según la reivindicación 1, la reivindicación 2 o la reivindicación 4 para la fabricación de 20 juntas.

6. Juntas que comprenden las composiciones según la reivindicación 1 o la reivindicación 2.

7. Juntas según la reivindicación 6, siendo la junta un impermeabilizante hinchable, preferiblemente un impermeabilizante de caucho o PVC.