Microcápsulas con monómeros de polivinilo como reticulante.

Microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula,

estando constituida la pared decápsula por

un 50 a un 90 % en peso de uno o varios ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/ometacrílico (monómero I),

un 10 a un 50 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II), así comoun 0 a un 30 % en peso de uno o varios monómeros monoinsaturados, no ionizables (monómeros III), que sondiferentes a los monómeros I,

en forma incorporada por polimerización, referida respectivamente al peso total de monómeros.

Microcápsulas con monómeros de polivinilo como reticulante La presente invención se refiere a microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula, constituida por ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/o metacrílico, monómeros de polivinilo, así como, en caso dado, otros monómeros sin restos ionizables. La presente invención se refiere además a un procedimiento para su obtención, a su empleo en aglutinantes de construcción, materiales textiles y líquidos portadores de calor.

En los últimos años ha habido múltiples desarrollos en el campo de acumuladores de calor latente microencapsulados. El modo de funcionamiento de acumuladores de calor latente, frecuentemente denominados también PCM (phase change material) , se basa en la entalpía de reacción que se presenta en el caso de transferencia de fase sólida/líquida, que significa una absorción de energía o un desprendimiento de energía en el ambiente. Por consiguiente, éstos se pueden emplear para el mantenimiento de constancia de temperatura en un intervalo de temperaturas determinado.

De este modo, la EP-A-1 029 018 y la EP-A 1 321 182 enseñan el empleo de microcápsulas con una pared de cápsula constituida por polímero de metacrilato altamente reticulado y un núcleo acumulador de calor latente en aglutinantes, como hormigón o yeso. La DE-A-101 39 171 describe el empleo de materiales acumuladores de calor latente microencapsulados en placas de cartón al yeso. Las paredes de microcápsula se sintetizan mediante polimerización de metacrilato de metilo y diacrilato de butanodiol en presencia de partículas inorgánicas sólidas como coloide de protección. La WO 2005/116559 muestra además el empleo de materiales acumuladores de calor latente microencapsulados en placas de virutas, junto con resinas de melamina-formaldehído como agente aglutinante.

Como materiales acumuladores de calor latente se emplean frecuentemente ceras orgánicas que se funden al sobrepasar la transición de fases. Si se emplean tales microcápsulas en materiales de construcción porosos, como hormigón o yeso, en cápsulas con hermeticidad insuficiente se puede observar una salida reducida de ceras durante un intervalo de tiempo más largo. No obstante, tales evaporaciones son indeseables, en especial en espacios interiores, de modo que la presente invención toma como base la tarea de desarrollar cápsulas más herméticas.

La solicitud anterior PCT/EP 2009/050319 muestra paredes de cápsula constituidas por metacrilato de metilo, metacrilato de dimetilaminoetilo y una mezcla de reticulantes con substancias aromáticas como material de núcleo.

A modo de ejemplo, en la WO 2008/071649 describen microcápsulas con hermeticidad mejorada, cuyas paredes se reticularon por medio de una mezcla de reticulantes que contenían un 20 a un 80 % en peso de un monómero de polivinilo. No obstante, las paredes contienen hasta un 70 % en peso, referido a los monómeros totales de ácido metacrílico incorporados por polimerización. En el caso de tamaños de partícula de 1, 5 a 2, 5 µm en el sector textil, estas cápsulas muestran buenas hermeticidades respecto a estabilidad al lavado y buenas velocidades de evaporación a 180ºC.

No obstante, se ha mostrado que las microcápsulas con tamaños de cápsula de 1 a 50 µm, como se emplean habitualmente en el sector de construcción, elaboradas en placas de construcción de yeso, presentan una hermeticidad suficiente. Por consiguiente, no solo parece ser importante presentar una buena hermeticidad a las altas temperaturas de elaboración, sino que un requisito adicional es una buena velocidad de evaporación a temperaturas a las que las zonas de pared de las cápsulas no muestran aún una movilidad elevada. Se supone que esta temperatura se sitúa en el intervalo de temperatura de transición vítrea de homopolímero del monómero principal no reticulante. Por lo tanto, una tarea de la presente invención era poner a disposición microcápsulas para aplicaciones en construcción, con buena velocidad de evaporación en el intervalo de temperaturas de 15 a 105ºC. Otra tarea era desarrollar materiales de construcción con valores de emisión reducidos, referidos a componentes de punto de ebullición elevados.

Por consiguiente se descubrieron microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula, estando constituida la pared de cápsula por

un 50 a un 90 % en peso de uno o varios ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/o metacrílico (monómero I) ,

un 10 a un 50 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II) , así como un 0 a un 30 % en peso de uno o varios monómeros monoinsaturados, no ionizables (monómeros III) , que son diferentes a los monómeros I,

referido respectivamente al peso total de monómeros, un procedimiento para su obtención, así como su empleo en aglutinantes de construcción, materiales textiles y líquidos portadores de calor.

Las microcápsulas según la invención comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula. El núcleo de cápsula está constituido predominantemente, en más de un 95 % en peso, por substancia lipófila. El tamaño de partícula medio de las cápsulas (media de Z por medio de dispersión lumínica) asciende a 1 hasta 50 µm. Según una forma de ejecución preferente, el tamaño medio de partícula de las cápsulas asciende a 1, 5 hasta 15 µm, preferentemente 4 a 10 µm. En este caso, preferentemente un 90 % de partículas tienen un tamaño de partícula menor que el tamaño de partícula medio doble.

La proporción ponderal de núcleo de cápsula respecto a la pared de cápsula asciende en general a 50 : 50 hasta 95 : 5. Es preferente una proporción núcleo/pared de 70 : 30 a 93 : 7.

Los polímeros de la pared de cápsula contienen en general al menos un 50 % en peso, de forma preferente al menos un 55 % en peso, y de modo especialmente preferente al menos un 60 % en peso, así como, en general, un máximo de un 90 % en peso, preferentemente un máximo de un 80 % en peso, y de modo especialmente preferente un máximo de un 75 % en peso de ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/o metacrílico (monómeros I) incorporados por polimerización, referido al peso total de monómeros.

Según la invención, los polímeros de la pared de cápsula contienen en general al menos un 10 % en peso, preferentemente al menos un 15 % en peso, preferentemente al menos un 20 % en peso, así como, en general, un máximo de un 50 % en peso, preferentemente un máximo de un 40 % en peso, y de modo especialmente preferente un máximo de un 30 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II) incorporados por polimerización, referido al peso total de monómeros.

Según otra forma de ejecución preferente, los polímeros de la pared de cápsula contienen al menos un 20 % en peso, preferentemente al menos un 25 % en peso, preferentemente al menos un 30 % en peso, así como en general un máximo de un 50 % en peso, preferentemente un máximo de un 45 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II) incorporados por polimerización, referido al peso total de monómeros.

Los polímeros pueden contener además hasta un 30 % en peso, preferentemente hasta un 20 % en peso, en especial hasta un 10 % en peso, de modo especialmente preferente un 1 a un 5 % en peso, de uno o varios monómeros monoinsaturados, no ionizables (monómero III) , que son diferentes a los monómeros I, incorporados por polimerización, referido al peso total de monómeros.

Son preferentes microcápsulas cuya pared de cápsula está constituida por

un 60 a un 85 % en peso de uno o varios ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/o

metacrílico (monómero I) ,

un 15 a un 40 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II) , así como

un 0 a un 30 % en peso de uno o varios monómeros monoinsaturados, no ionizables (monómeros III) , que son diferentes a los monómeros I, referido respectivamente al peso total de monómeros. Además son preferentes microcápsulas cuya pared de cápsula está constituida por un 50 a un 70 % en peso de uno o varios ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/o metacrílico (monómero I) , un 30 a un 50 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II) , así como un 0 a un 30 % en peso de uno o varios monómeros monoinsaturados, no ionizables (monómeros III) , que son diferentes a los monómeros I, referido respectivamente al peso total de monómeros.

Preferentemente, la pared de cápsula está constituida sólo por monómeros de los grupos I y II.... [Seguir leyendo]

1. Microcápsulas que comprenden un núcleo de cápsula y una pared de cápsula, estando constituida la pared de cápsula por

un 50 a un 90 % en peso de uno o varios ésteres de alquilo con 1 a 24 átomos de carbono de ácido acrílico y/o metacrílico (monómero I) ,

un 10 a un 50 % en peso de uno o varios monómeros de polivinilo (monómeros II) , así como un 0 a un 30 % en peso de uno o varios monómeros monoinsaturados, no ionizables (monómeros III) , que son diferentes a los monómeros I,

en forma incorporada por polimerización, referida respectivamente al peso total de monómeros.

2. Microcápsulas según la reivindicación 1, caracterizadas porque las microcápsulas tienen un tamaño medio de partícula de 1, 5 a 15 µm, y un 90 % de partículas tienen un tamaño de partícula menor que el tamaño de partícula medio doble.

3. Microcápsulas según la reivindicación 1 o 2, caracterizadas porque el monómero de polivinilo se selecciona a partir del grupo constituido por triacrilato y -metacrilato de trimetilolpropano, trialiléter de pentaeritrita, tetraaliléter de pentaeritrita, triacrilato de pentaeritrita y tetraacrilato de pentaeritrita, así como sus mezclas técnicas.

4. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 3, accesibles obteniéndose una emulsión de aceite en agua, que comprende los monómeros, iniciadores de reacciones a través de radicales, coloide de protección inorgánico, y la substancia lipófila a encapsular, y se desencadena la polimerización.

5. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 4, accesibles obteniéndose una emulsión de aceite en agua, que comprende los monómeros, iniciadores de reacciones a través de radicales, coloide de protección inorgánico, y la substancia lipófila a encapsular, y se desencadena la polimerización, ascendiendo la fracción de coloide de protección inorgánico a un 0, 5-15 % en peso, referido a la fase acuosa de la emulsión.

6. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 5, accesibles desencadenándose una polimerización subsiguiente con sales de ácido peroxodisulfúrico como iniciador de reacciones a través de radicales a continuación de la formación de cápsula.

7. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque el núcleo de cápsula es una substancia lipófila con una transición de fase sólida/líquida en el intervalo de temperaturas de -20 a 120ºC.

8. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 7 en forma de una dispersión acuosa.

9. Procedimiento para la obtención de microcápsulas según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se obtiene una emulsión de aceite en agua a partir de monómeros, iniciadores de reacciones a través de radicales, coloide de protección y la substancia lipófila a encapsular, y se desencadena la polimerización de los monómeros mediante calentamiento, y en caso dado se controla la misma mediante aumento de temperatura adicional.

10. Procedimiento para la obtención de microcápsulas según la reivindicación 9, caracterizado porque se selecciona un coloide de protección inorgánico.

11. Procedimiento para la obtención de microcápsulas según la reivindicación 9, caracterizado porque a continuación de la formación de cápsula se desencadena una polimerización subsiguiente con sales de ácido peroxodisulfúrico como iniciador de reacciones a través de radicales.

12. Empleo de microcápsulas según las reivindicaciones 1 a 8 en aglutinantes de construcción.

13. Empleo de microcápsulas según las reivindicaciones 1 a 8 para la modificación de placas de construcción de yeso.

14. Empleo de la dispersión de microcápsulas según las reivindicaciones 1 a 8 en líquidos portadores de calor.