Composición de recubrimiento y método de fabricación y uso de la misma.

Una composición que comprende:

una fase líquida continua acuosa;

y

las partículas de núcleo-cubierta dispersas en la fase líquida continua acuosa, cada partícula de núcleo-cubierta comprende un núcleo de polímero rodeado de una cubierta que consiste esencialmente de partículas de sílice esféricas no porosas dispuestas sobre el polímero del núcleo, en donde las partículas de sílice no porosas esféricas tienen un diámetro de partícula promedio en volumen de 60 nanómetros o menos, y

en donde la composición tiene un valor de pH de menos de 5.

Composición de recubrimiento y método de fabricación y uso de la misma

Campo técnico

La presente descripción se refiere en general a composiciones útiles para el recubrimiento de un sustrato.

Antecedentes Se han realizado muchos esfuerzos para desarrollar composiciones que puedan aplicarse a sustratos a fin de proporcionar una capa protectora beneficiosa con propiedades deseables tales como una o más de fácil limpieza, prevención de manchas, rendimiento de larga duración, inhibición de depósito de residuos de jabón, y semejantes. Muchas composiciones desarrolladas para tales aplicaciones se basan en materiales (por ejemplo, disolventes orgánicos volátiles) que pueden presentar problemas ambientales y/o involucrar procesos de aplicación complejos. Además, los problemas que se refieren a una vida útil inadecuada siguen afectando a los desarrolladores de productos de dichas composiciones.

Por tanto, para muchos productos se busca generalmente un compromiso entre los atributos deseados, la calidad medioambiental de los materiales, la estabilidad de almacenaje satisfactoria, y la facilidad de uso por un usuario relativamente inexperto.

Sigue habiendo una necesidad de composiciones respetuosas con el medio ambiente estables durante el almacenaje que puedan ser recubiertas sobre un sustrato (por ejemplo, un accesorio de baño o una ventana) para proporcionar protección de la acumulación de suciedad y manchas de larga duración, especialmente si pueden ser manejadas fácilmente por un usuario relativamente no especializado.

El documento de patente europea EP 0 823 450 A1 revela un material compuesto que tiene una estructura en la que sílice coloidal cargada negativamente tiene un diámetro de partícula medio no mayor de 50 nm y permanece sustancialmente en forma de partículas primarias que están unidas a la superficie externa de las partículas de polímero cargadas negativamente.

El documento de patente internacional WO 2008/028640 A2 revela una composición de recubrimiento óptico que comprende nano partículas de núcleo-cubierta, en donde las nano partículas comprenden: (a) un material de núcleo que comprende un polímero; y (b) un material de cubierta que comprende un oxido metálico.

Compendio En un aspecto, la presente descripción proporciona una composición que comprende:

una fase líquida continua acuosa; y

partículas de núcleo-cubierta dispersas en la fase líquida continua acuosa, cada partícula de núcleo-cubierta comprende un núcleo de polímero rodeado de una cubierta que consiste esencialmente en partículas de sílice esféricas no porosas dispuestas sobre el polímero del núcleo, en donde las partículas de sílice no porosas esféricas tienen un diámetro de partícula promedio en volumen de 60 nanómetros o menos, en donde la composición tiene un valor de pH de menos de 5. En algunas realizaciones, el núcleo del polímero comprende al menos un polímero, en donde la relación de peso de una cantidad total de partículas de sílice esféricas no porosas en la composición a la cantidad total del al menos un polímero en la composición está en un intervalo de 85:15 a 95:5. En otras realizaciones, la composición comprende además un tensioactivo. En algunas realizaciones, el núcleo del polímero comprende un polímero termoplástico que forma una película que puede comprender un segmento de poliuretano.

En algunas realizaciones, las composiciones precedentes están libres de partículas de sílice aciculares. En otro aspecto, el presente documento proporciona un método para hacer un artículo que comprende aplicar la composición a una superficie de un sustrato y al menos parcialmente secar la composición. En algunas realizaciones, la superficie comprende al menos uno de vidrio, metal, fibra de vidrio, o cerámica. En algunas realizaciones, el sustrato se selecciona del grupo que consiste en los alrededores de las duchas, bañeras, lavabos, fregaderos, grifos, ventanas, y espejos. En algunas realizaciones, el sustrato comprende una superficie pintada o una superficie de capa transparente.

En aún otro aspecto, el presente documento proporciona artículos realizados por el método anterior.

En aún otro aspecto, el presente documento proporciona un método que comprende:

combinar una primera dispersión acuosa que comprende partículas de sílice esféricas no porosas y una segunda dispersión acuosa que comprende partículas de polímero para proporcionar una dispersión alcalina que tiene un valor de pH mayor de 7; y

acidular gradualmente la dispersión alcalina de tal manera que una porción importante de las partículas de polímero se conviertan en partículas de núcleo-cubierta, proporcionando así una dispersión de partícula de núcleo-cubierta, cada partícula de núcleo cubierta comprende un núcleo de polímero rodeado de una cubierta que consiste esencialmente de partículas de sílice esféricas no porosas dispuestas sobre el núcleo del polímero, en donde las partículas de sílice esféricas no porosas tienen un diámetro de partícula medio en volumen de 60 nanómetros o menos; en donde la dispersión de partículas de núcleo-cubierta tiene un valor de pH de menos de 5. En algunas realizaciones, el método además comprende poner en contacto la composición con una resina de intercambio de catión protonada.

En algunas realizaciones, la dispersión de las partículas núcleo-cubierta contiene menos del 0, 1 por ciento en peso de partículas de silice aciculares basado en el peso total de la dispersión de partículas núcleo-cubierta. En algunas realizaciones del método precedente, la dispersión de partículas de núcleo-cubierta está libre de partículas de sílice aciculares.

Ventajosamente, las composiciones según el presente documento proporcionan unos niveles de protección duraderos de las manchas minerales y depósitos de jabón cuando se aplican a sustratos comunes que tienen una superficie dura; por ejemplo, aquellos que se pueden encontrar en o alrededor de la casa u oficina. Además, las composiciones pueden formularse de manera que contengan poco o ningún disolvente orgánico volátil, sean normalmente fáciles de aplicar, y puedan mostrar estabilidad de almacenaje extendida.

En esta solicitud:

el término "poliuretano" incluye cualquier material polimérico que tiene al menos un segmento de poliuretano;

el término "segmento de poliuretano" se refiere a al menos dos grupos uretanos y/o urea que están conectados por un grupo orgánico.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una vista transversal de un artículo de ejemplo según la presente descripción; y

La figura 2 es una fotomicrografía de la composición del Ejemplo 112.

Descripción detallada Las composiciones según el presente documento comprenden una fase líquida continua acuosa, y partículas de polímero orgánico dispersas que tienen una cubierta de partículas de sílice sobre ellas, en donde las partículas de sílice tienen un tamaño de partícula promedio de 60 nm o menos.

Como se usa aquí, el término "cubierta" se refiere a un ensamblaje de partículas de sílice esféricas no porosas dispuestas sobre y cubriendo, (por ejemplo cubriendo densamente) la superficie de un núcleo de polímero. Las partículas de sílice esféricas no porosas pueden opcionalmente unirse covalentemente una a la otra.

La fase líquida continua acuosa comprende al menos 5 por ciento en peso de agua, por ejemplo, la fase líquida continua acuosa puede comprender al menos 50, 60, 70, 80, o 90 por ciento en peso de agua, o más. Mientras que la fase líquida continua acuosa está preferiblemente esencialmente libre de (esto es, contiene menos del 0, 1 por ciento en peso basado en el peso total de la fase líquida continua acuosa) disolventes orgánicos, especialmente disolventes orgánicos volátiles, los disolventes orgánicos pueden opcionalmente ser incluidos en una cantidad menor si se desea. Si están presentes, los disolventes orgánicos deberían preferiblemente ser miscible en agua, o al menos solubles en agua en las cantidades en que se usan, aunque esto no es requerido. Ejemplos de disolventes orgánicos incluyen acetona y éteres y/o alcoholes de peso molecular más bajo tales como el metanol, etanol, isopropanol, n-propanol, glicerina, etilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, etilenglicol monometil o monoetil éter, dietilen o dipropilenglicol metil o etil éter, etilen o propilenglicol dimetil éter, y trietilen o tripropilenglicol monometil o monoetil éter, n-butanol, isobutanol, s-butanol, t-butanol, y acetato de metilo.

Con el fin de minimizar la turbidez, las partículas de sílice esféricas no porosas tienen un diámetro de partícula... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende:

una fase líquida continua acuosa; y

las partículas de núcleo-cubierta dispersas en la fase líquida continua acuosa, cada partícula de núcleo-cubierta comprende un núcleo de polímero rodeado de una cubierta que consiste esencialmente de partículas de sílice esféricas no porosas dispuestas sobre el polímero del núcleo, en donde las partículas de sílice no porosas esféricas tienen un diámetro de partícula promedio en volumen de 60 nanómetros o menos, y

en donde la composición tiene un valor de pH de menos de 5.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde el núcleo de polímero comprende al menos un polímero, y en donde la relación de peso de la cantidad total de las partículas de sílice no porosas esféricas en la composición a la cantidad total del al menos un polímero en la composición está en el intervalo de 85:15 a 95:5.

3. La composición de la reivindicación 1 o 2, en donde el núcleo de polímero comprende un polímero termoplástico que forma película.

4. La composición de la reivindicación 3 o 4, en donde el polímero termoplástico que forma película comprende un segmento de poliuretano.

5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la composición comprende además un tensioactivo.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la composición está libre de partículas de sílice aciculares.

7. Un método para hacer un artículo, el método comprende aplicar la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 a una superficie de un sustrato.

8. El método de la reivindicación 7, en donde la superficie comprende al menos uno de vidrio, metal, fibra de vidrio, o cerámica.

9. El método de la reivindicación 7, en donde el sustrato se selecciona del grupo que consiste en los alrededores de las duchas, bañeras, lavabos, fregaderos, grifos, ventanas, y espejos.

10. El método de la reivindicación 7, en donde el sustrato comprende una superficie pintada o una superficie con una capa trasparente.

11. Un artículo obtenible por el método de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10.

12. Un método que comprende:

combinar una primera dispersión acuosa que comprende partículas de sílice esféricas no porosas y partículas de una segunda dispersión acuosa que comprende partículas de polímero para proporcionar una dispersión alcalina que tiene un valor de pH mayor de 7; y

acidular gradualmente la dispersión alcalina de tal manera que una porción importante de las partículas de polímero se convierten en partículas de núcleo-cubierta, proporcionando así una dispersión de partículas de núcleo-cubierta, cada partícula de núcleo-cubierta comprende un núcleo de polímero rodeado de una envoltura que consiste esencialmente en partículas de sílice esféricas no porosas dispuestas sobre el núcleo del polímero, en donde las partículas de sílice esféricas no porosas tienen un diámetro de partícula medio en volumen de 60 nanómetros o menos;

en donde la dispersión de partículas de núcleo-cubierta tiene un valor de pH menor de 5.

13. El método de la reivindicación 12, en donde la dispersión de partículas núcleo-cubierta contiene menos del 0, 1 por ciento en peso de partículas de sílice aciculares basado en el peso total de la dispersión de partículas núcleo-cubierta.

14. El método de la reivindicación 12, en donde la dispersión de partículas de núcleo-cubierta está libre de partículas de sílice aciculares.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende además poner en contacto la dispersión de partículas de núcleo-cubierta con una resina de intercambio de iones protonada.