Recubrimientos de superficies.

Un método de recubrimiento de una superficie con una capa de polímero repelente al aceite y al agua,

método que comprende exponer dicha superficie a un campo de plasma de onda continua que comprende el compuesto de fórmula (I)

CH2≥CHC(O)O(CH2)nR5 (I)

donde la potencia media del campo es menor que 1 W, n es un número entero de 1 a 10 y R5 es un grupo perhaloalquilo C6-20.

Recubrimientos de superficies La presente invención se refiere al recubrimiento de superficies, en particular a la producción de superficies repelentes al aceite y al agua, así como a artículos recubiertos obtenidos de ese modo.

Los tratamientos repelentes al aceite y al agua para una amplia variedad de superficies son de uso extendido. Por ejemplo, puede ser deseable impartir dichas propiedades a superficies sólidas, tales como metal, vidrio, cerámica, papel, polímeros, etc., para mejorar las propiedades de conservación o para evitar o inhibir el ensuciado.

Un substrato particular que requiere tales recubrimientos son los tejidos, en particular para aplicaciones de ropa para el exterior, ropa de deporte, ropa deportiva y en aplicaciones militares. Sus tratamientos requieren en general la incorporación de un fluoropolímero o más en particular fijada a la superficie del tejido para ropa. El grado de repelencia al aceite y al agua es una función del número y la longitud de los grupos o restos fluorocarbono que se pueden acomodar en el espacio disponible. Cuanto mayor la concentración de tales restos, mayor la repelencia del acabado.

Además, sin embargo, los compuestos poliméricos deben poder formar uniones durables con el substrato. Los tratamientos textiles repelentes al aceite y al agua se basan en general en fluoropolímeros que se aplican a tejido en forma de emulsión acuosa. El tejido permanece respirable y permeable al aire puesto que el tratamiento simplemente recubre las fibras con una película repelente a los líquidos, muy fina. Para hacer durables estos acabados, a veces se aplican conjuntamente con resinas de reticulación que unen el tratamiento del fluoropolímero a las fibras. Mientras se pueden conseguir de esta manera buenos niveles de durabilidad a la lavandería y la limpieza en seco, las resinas de reticulación pueden dañar seriamente las fibras celulósicas y reducir la resistencia mecánica del material. Se describen métodos químicos para producir textiles repelentes al aceite y al agua, por ejemplo, en la patente internacional WO 97/13024 y la patente británica No 1.102.903 o M. Lewin et al., 'Handbood of Fibre Science and Technology' Marcel and Dekker Inc., Nueva York, (1.984) Vol 2, Parte B Capítulo 2.

Se han usado bastante extensamente técnicas de deposición de plasma para la deposición de recubrimientos poliméricos en una serie de superficies. Esta técnica está reconocida como una técnica seca, limpia, que genera poco desecho comparado con métodos químicos húmedos convencionales. Usando este método, se generan plasmas a partir de moléculas orgánicas pequeñas, que se someten a un campo eléctrico ionizante en condiciones de baja presión. Cuando se hace esto en presencia de un substrato, los iones, radicales y moléculas excitadas del compuesto en el plasma se polimerizan en la fase gas y reaccionan con una película de polímero cada vez mayor en el substrato. La síntesis convencional de polímero tiende a producir estructuras que contienen unidades repetitivas que soportan un fuerte parecido con las especies monoméricas, mientras una red polimérica generada usando un plasma puede ser extremadamente compleja.

El éxito o de otro modo de polimerización por plasma depende de una serie de factores, incluyendo la naturaleza del compuesto orgánico. Los compuestos que contienen oxígeno reactivo tales como anhídrido maleico, se han sometido previamente a polimerización por plasma (Chem. Mater. Vol. 8, 1, 1.996) .

La patente de EE.UU. No 5.328.576 describe el tratamiento de superficies de tejido o papel para impartir propiedades de repelencia a líquidos sometiendo las superficies a un pretratamiento con un plasma de oxígeno, seguido por polimerización por plasma de metano.

Sin embargo, la polimerización por plasma de los fluorocarbonos repelentes al aceite y al agua, deseables, ha demostrado ser más difícil de conseguir. Se ha indicado que los fluorocarbonos cíclicos experimentan polimerización por plasma más fácilmente que sus contrapartidas acíclicas (H. Yasuda et al., J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. 1.977, 15, 2.411) . Se ha indicado la polimerización por plasma de monómeros de perfluorociclohexano trifluorometilsustituido (A. M. Hynes et al., Macromolecules, 1.996, 29, 18-21) .

Se describe un procedimiento en que se someten textiles a descarga de plasma en presencia de un gas inerte y con posterioridad se exponen a un monómero acíclico que contiene F, en SU-1158-634. Se describe que un procedimiento similar para la deposición de acrilato de fluoroalquilo resiste sobre un substrato sólido en la solicitud de patente europea No 0049884.

La solicitud japonesa nº 816773 describe la polimerización por plasma de compuestos incluyendo acrilatos fluorosustituidos. En ese procedimiento, se somete una mezcla de los compuestos de acrilato fluorosustituidos y un gas inerte a una descarga luminiscente.

La patente de EE.UU. 5 041 304 describe polimerización por plasma de alquenos parcialmente fluorados y alquenos y cicloalcanos perfluorados a presión atmosférica por descarga luminiscente de una mezcla de gases que contiene un gas inerte. Los compuestos mencionados incluyen, por ejemplo, fluoropropileno, difluoropropileno etc, difluorobuteno, trifluorobuteno etc, pero se prefieren compuestos perfluorados tales como hexafluoropropileno y octafluorociclobutano.

Los solicitantes han encontrado un método mejorado para producir recubrimientos de halopolímero que son repelentes al agua y/o aceite en superficies.

Según la presente invención, se proporciona un método de recubrimiento de una superficie con una capa de polímero repelente a aceite y agua, método que comprende exponer dicha superficie a un plasma de onda continua que comprende un compuesto de fórmula (I) .

CH2=CHC (O) O (CH2) nR5 (I)

donde la potencia media del campo es menor que 1 W, n es un número entero de 1 a 10 y R5 es un grupo perhaloalquilo C6-20.

Como se usa en la presente memoria, la terminología “halo” o “halógeno” se refiere a flúor, cloro, bromo y yodo. Los grupos halo preferidos en particular son flúor. Preferiblemente, R5 es un grupo perfluoroalquilo de fórmula CmF2m+1 donde m es un número entero de 6 a 12, tal como 8 o 10.

La terminología hidrocarburo incluye a grupos alquilo, alquenilo o arilo. La terminología "arilo" se refiere a grupos cíclicos aromáticos tales como fenilo o naftilo, en particular fenilo. La terminología “alquilo” se refiere a cadenas de átomos de carbono lineales o ramificadas, convenientemente hasta 20 átomos de carbono de longitud. La terminología “alquenilo” se refiere a cadenas insaturadas lineales o ramificadas que tienen convenientemente de 2 a 20 átomos de carbono.

Los compuestos monoméricos en que las cadenas comprenden grupos alquilo o alquenilo no sustituidos son adecuados para producir recubrimientos que sean repelentes al agua. Sustituyendo al menos algunos de los átomos de hidrógeno de estas cadenas con al menos algunos átomos de halógeno, el recubrimiento también puede conferir repelencia al aceite.

Plasmas adecuados para uso en el método de la invención incluyen plasmas de no equilibrio tales como los generados por radiofrecuencias (Rf) , microondas o corriente continua (CC) . Pueden actuar a presiones atmosféricas o subatmosféricas como se sabe en la técnica.

El plasma puede comprender el compuesto monomérico solo, en ausencia de otros gases o en mezcla por ejemplo con un gas inerte. Los plasmas que consisten en compuesto monomérico solo se pueden conseguir como se ilustra de ahora en adelante, evacuando primero el recipiente del reactor tan pronto como sea posible y purgando después el recipiente del reactor con el compuesto orgánico durante un periodo suficiente para asegurar que el recipiente esté sustancialmente sin otros gases.

Todos los compuestos de fórmula (I) o son compuestos conocidos o se pueden preparar a partir de compuestos conocidos usando métodos convencionales.

La superficie recubierta según la invención puede ser cualquier substrato sólido tal como tejido, metal, vidrio, cerámica, papel o polímeros. En particular, la superficie comprende un substrato de tejido tal como un tejido celulósico, al que se tiene que aplicar repelencia al aceite y/o agua. Alternativamente, el tejido puede ser un tejido sintético tal como un tejido acrílico/ de nailon.

El tejido puede estar no tratado o se puede haber sometido a tratamientos más tempranos. Por ejemplo, se ha encontrado que el tratamiento según la invención puede mejorar la repelencia al agua y conferir un buen acabado de repelencia al aceite en el tejido que ya tenga un acabado de silicona... [Seguir leyendo]

1. Un método de recubrimiento de una superficie con una capa de polímero repelente al aceite y al agua, método que comprende exponer dicha superficie a un campo de plasma de onda continua que comprende el compuesto de fórmula (I)

CH2=CHC (O) O (CH2) nR5 (I)

donde la potencia media del campo es menor que 1 W, n es un número entero de 1 a 10 y R5 es un grupo perhaloalquilo C6-20.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que R5 es un grupo perfluoroalquilo de fórmula CmF2m+1 donde m es un número entero de 6 a 12.

3. Un método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en que la superficie es una superficie de un substrato de tejido, metal, vidrio, cerámica, papel o polímero.

4. Un método según la reivindicación 3, en que el substrato es un tejido.

5. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que se proporciona el tratamiento con plasma

mediante una descarga luminiscente iniciada en una atmósfera que contiene el compuesto a una presión de gas de 15 0, 01 a 10 mbar mediante un voltaje de alta frecuencia.

6. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que tiene lugar la polimerización por plasma durante desde 2 a 15 minutos.

FIG. 2

ENERGÃ?A DE

FIG. 3

ENERGÃ?A DE

ENERGÃ?A DE UNIÓN /ev