Revestimientos superficiales con propiedades anti-formación de hielo.

Revestimiento que comprende una matriz y, alojado en la misma,

un polímero activo, caracterizado porque

a. el polímero activo está unido a la matriz mediante enlace covalente; y

b. el polímero activo

i. está constituido por unidades estructurales de la fórmula (Ia); o

ii. contiene unidades estructurales de las fórmulas (Ia) y (Ib); o

iii. contiene unidades estructurales de las fórmulas (Ia) y (Ic); o

iv. contiene unidades estructurales de las fórmulas (Ia) y (Ib) y (Ic).**Fórmula**

donde

R1 representa hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono,

A representa un grupo alquileno con 2 a 4 átomos de carbono,

B representa un grupo alquileno con 2 a 4 átomos de carbono, con la condición de que A sea diferente a B, x, y, independientemente entre sí, representan un número entero de 1 a 100,

R2 y R3, independientemente entre sí, representan hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, o R2 y R3 forman conjuntamente , bajo inclusión de un átomo de nitrógeno y el grupo carbonilo, un anillo de 5, 6 o 7 átomos de anillo (es decir, una lactama),

R4 y R5, independientemente entre sí, representan hidrógeno, alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o cicloalquilo con 1 a 6 átomos de carbono, o R4 y R5 forman conjuntamente, bajo inclusión del átomo de nitrógeno, un anillo con 5, 6 o 7 átomos de anillo, R6 representa hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono; y

porque, en caso dado, están contenidos reticulante y/o reactivo de copulado.

Revestimientos superficiales con propiedades anti-formación de hielo

La presente invención se refiere a revestimientos de superficies con propiedades anti-formación de hielo, artículos moldeados y a dispositivos que comprenden tales recubrimientos, a procedimientos para hacer y usar dichos revestimientos, cuerpos moldeados y dispositivos.

La congelación ("freezing") de superficies, o bien la inhibición o retraso de tales congelaciones es un campo conocido y muy investigado. Se producen congelaciones no deseadas en las más diversas superficies, como ejemplos cítense superficies con instalaciones de generación de energía (como palas de motor de instalaciones eólicas), en medios de transporte (como superficies de alas y rotores, visores) y en envases.

La GB14949 describe composiciones endurecibles que contienen una dispersión acuosa específica y una resina que se endurece por calor, así como substratos revestidos con la misma. No obstante, en este documento no se dan a conocer revestimientos en los que un polímero activo esté alojado en una matriz vía enlace covalente. Además, el citado documento no da a conocer propiedades anti-formación de hielo de los revestimientos presentados.

La EP979833 da a conocer dispersiones acuosas que contienen derivados de acrilato específicos y su empleo como espesante. Los compuestos dados a conocer en la misma se diferencian de los compuestos de la fórmula (la) según la invención, ya que R1 no es hidrógeno. Por otra parte, en el citado documento no se abordarán revestimientos superficiales ni propiedades anti-formación de hielo.

La DE 223628 (así como la US 7.3.92) da a conocer acristalamientos transparentes, que están combinados con una capa de protección contra heladas adsorbente. No obstante, en dicha capa protectora no está previsto alojar un polímero activo en una matriz vía enlace covalente.

Applied Thermal Engineering, 2 (2) 737 describe revestimientos que retrasan la congelación. Como revestimientos se emplean polímeros hidrófilos, como VP y MMA, que se combinan, en caso dado, con una matriz no reticulada constituida por PIB. Sin embargo, no se dan a conocer revestimientos en los que un polímero activo esté alojado en una matriz vía enlace covalente. Los revestimientos obtenidos de este modo muestran un efecto reducido, malas propiedades mecánicas (adherencia), y se aplican en grosores de capa elevados.

Por la WO 27/58373 A1 se conoce una estructura que presenta una capa adhesiva, un substrato de plástico y un revestimiento hidrófilo. El revestimiento comprende una estructura reticulada, que se obtiene mediante hidrólisis y policondensación. El revestimiento puede contener un polímero hidrófilo y un alcóxido metálico hidrolizable.

La EP1198432 describe revestimientos anticongelantes que contienen una mezcla constituida por un polímero hidrófilo, que se combina con un material mesoporoso, o con un adsorbente orgánico/inorgánico. Los componentes descritos en este documento se presentan como mezcla física. La estabilidad de estos revestimientos se muestra insuficiente en diversas aplicaciones.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención poner a disposición revestimientos anti-formación de hielo alternativos, que resuelvan uno o varios de los problemas citados anteriormente.

Este problema se soluciona mediante la puesta a disposición de un revestimiento como se describe a continuación, en especial según las características de las reivindicaciones 1, 2, 7, 11. Otros aspectos de la invención se indican en las reivindicaciones independientes, así como en la descripción. En las reivindicaciones dependientes, así como en la descripción, se indican acondicionamientos ventajosos. En el ámbito de la presente invención, las diversas formas de ejecución y campos preferentes se pueden combinar entre sí a voluntad. Además, no se pueden aplicar, o bien se suprimen formas de ejecución específicas, campos o definiciones.

A continuación se explicarán conceptos importantes en el ámbito de la presente invención la presente invención; por lo tanto, en tanto del contexto específico no se deduzca lo contrario, estas explicaciones encontrarán aplicación.

El concepto "sol-gel" se conoce en general y, en particular comprende sol-geles que se forman mediante hidrólisis y condensación de precursores metálicos, o bien semimetálicos ("proceso sol-gel"). El proceso de sol-gel es un procedimiento apropiado para la obtención de revestimientos no metálicos inorgánicos o polímeros híbridos

constituidos por dispersiones coloidales, los denominados soles. A partir de éstos se producen partículas ultraflnas en disolución en las primeras reacciones básicas. Se denomina gel un retículo que está constituido por precursores metálicos, o bien semimetálicos. Son apropiados precursores de la fórmula (IV)

R11nMR12a-n (IV)

en la que

R11 representa, independientemente entre sí, un grupo no hldrollzable, como, por ejemplo, alquilo con 1 a 8 átomos de carbono, en especial metilo y etilo;

r12 representa, independientemente entre sí, un grupo hidrollzable, como por ejemplo alcoxi con 1 a 8 átomos de carbono, en especial metoxi y etoxi;

M representa un elemento del grupo que comprende Si, Al, Zry Fe; a representa 4 (si M representa Si, Zr), o a representa 3 (si M representa Al, Fe); n representa , 1, 2, 3.

Los sol-geles pueden estar constituidos por un tipo precursor, o por una mezcla de diversos precursores. Si se emplea un alcóxido de silicio, los silanos preferentes de la fórmula anterior son tetrametoxlsllano y tetraetoxisilano (n = ). Son especialmente apropiadas mezclas de tetraalcoxisilano y trialcoxiorganosilano (n = 1). Por lo tanto, los precursores preferentes contienen una mezcla de

SiR124(IVa)y R11SiR123 (IVb)

en la que R11 y R^2 presentan el significado citado anteriormente. En el procedimiento de obtención según la Invención, se aplica una composición de revestimiento, que contienen los soles citados anteriormente, sobre la correspondiente superficie.

El concepto "polímero" es conocido generalmente, y comprende en especial polímeros técnicos del grupo de poliolefinas, pollésteres, pollamidas, polluretanos, pollacrllatos. Los polímeros se pueden presentar como homopolímeros, copolímeros o mezclas.

El concepto "substrato" es conocido en general, en especial comprende cuerpos con una superficie sólida, que es revestí ble.

Por consiguiente, el concepto substrato se aleja de una función o dimensión específica. Los substratos pueden ser "revestidos" o "no revestidos". La expresión "no revestido" designa aquellos substratos a los que falta la capa externa según la Invención; no obstante, no excluye la presencia de otras capas (por ejemplo una capa de esmalte, una Impresión y similares).

El concepto de "grupos funcionales" es conocido generalmente, y designa grupos de átomos en una molécula, que Influyen decisivamente sobre las propiedades materiales y el comportamiento de reacción de las moléculas que los portan. En tanto un compuesto (polímero, monómero, precursor, etc) se denomina "funcionalizado", o bien "no funcionalizado", esto se refiere a la presencia, o bien ausencia de grupos funcionales. En tanto se presente una funcionalización, esto designa en especial una cantidad efectiva de estos grupos funcionales para conseguir el efecto deseado. En el ámbito de la presente invención, la expresión designa en especial grupos enlazados, en especial mediante enlace covalente, a un sol-gel o polímero.

El concepto "anti-formaclón de hielo" ("antl-lclng"), también en expresiones compuestas, como "revestimiento antiformación de hielo", es conocido generalmente. Anti-hielo significa que se Impide o se retrasa la congelación de superficies. Sin pretender Imponer ninguna teoría, el efecto de "anti-formación de hielo" en el presente caso se explica mediante la capacidad de polímeros hidrófilos de absorber grandes cantidades de agua. La propiedad hidrofílica del polímero ocasiona que la superficie de polímero se humedezca por estratos a través del agua

condensada. La congelación del agua absorbida se suprime, y se evita o retrasa una congelación de la superficie.

Por consiguiente, la presente invención se refiere, en un primer aspecto, a revestimientos que comprenden (es decir, que contienen o están constituidos por) una matriz, y alojado en la misma un polímero activo, caracterizado porque (i) la matriz está reticulada, o (ii) el polímero activo está reticulado, o (iii) el polímero activo está unido a la matriz mediante enlace covalente; y porque en el caso de un polímero eficaz como reticulante (ii) se puede prescindir de una matriz; y porque el polímero activo contiene... [Seguir leyendo]

1.- Revestimiento que comprende una matriz y, alojado en la misma, un polímero activo, caracterizado porque

a. el polímero activo está unido a la matriz mediante enlace covalente; y

b. el polímero activo

i. está constituido por unidades estructurales de la fórmula (la); o

ii. contiene unidades estructurales de las fórmulas (la) y (Ib); o

iii. contiene unidades estructurales de las fórmulas (la) y (le); o

iv. contiene unidades estructurales de las fórmulas (la) y (Ib) y (le).

donde

representa hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono,

A representa un grupo alquileno con 2 a 4 átomos de carbono,

B representa un grupo alquileno con 2 a 4 átomos de carbono, con la condición de que A sea diferente a B, x, y, independientemente entre sí, representan un número entero de 1 a 1,

R2 y r3, independientemente entre sí, representan hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, o R2 y r3 forman conjuntamente , bajo inclusión de un átomo de nitrógeno y el grupo carbonllo, un anillo de 5, 6 o 7 átomos de anillo (es decir, una lactama),

R4 y r5 independientemente entre sí, representan hidrógeno, alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o cicloalqullo con 1 a 6 átomos de carbono, o R4 y R^ forman conjuntamente, bajo inclusión del átomo de nitrógeno, un anillo con 5, 6 o 7 átomos de anillo, R6 representa hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono; y

porque, en caso dado, están contenidos retlculante y/o reactivo de copulado.

2.- Procedimiento según la reivindicación 1, donde

a. la matriz es seleccionada a partir del grupo que comprende sol-geles y capas de polímero;

b. el polímero activo

I. está constituido por unidades estructurales de la fórmula (la); o

¡I. contiene unidades estructurales de las a); o

¡ü. contiene unidades estructurales de las fórmulas (la) y (le); o

¡v. contiene unidades estructurales de las fórmulas (la) y (Ib) y (le), y un 1 a un 1 % en peso de unidades

estructurales de las fórmulas (la), (Ib) y/o (le);

c. el polímero activo está alojado en dicha matriz mediante enlace covalente a través de la reacción con un reactivo de copulación de la fórmula (Illa) o (lllb)

R1 representa un resto hidrocarburo bifuncional con 1 a 2 átomos de carbono,

R9 representa, independientemente entre sí, un grupo hidrolízable.

3 - Revestimiento según la reivindicación 2, situándose la proporción de polímero activo respecto a matriz en el

Intervalo de 3 : 7 a 98 : 2 (w/w).

4- Revestimiento según la reivindicación 2, conteniendo dicho polímero un 4-6 % en peso de unidades estructurales de la fórmula (I).

- Revestimiento según la reivindicación 2, conteniendo dicho polímero un 4-6 % en peso de unidades estructurales de la fórmula (I), y formando dichas unidades estructurales una lactama, preferentemente una caprolactama.

6.- Revestimiento según la reivindicación 2, conteniendo dicho polímero un 1-5 % en peso de reactivo de copulación de la fórmula (Illa) o (lllb).

7.- Revestimiento según la reivindicación 2, conteniendo dicho polímero un 1-5 % en peso de reactivo de copulación de la fórmula (Illa) o (lllb), y representando R9 alcoxi con 1 a 8 átomos de carbono y R1 alcanodiilo con 1 a 1 átomos de carbono.

8.- Revestimiento según la reivindicación 2, siendo seleccionada dicha matriz a partir del grupo que comprende sol- geles.

9.- Revestimiento según la reivindicación 1, estando constituido el polímero activo por unidades estructurales de las fórmula (la) y (Ib), preferentemente en proporción molar 1:2 a 1 : 6.

1.- Cuerpo moldeado que comprende un substrato y un revestimiento según una de las reivindicaciones 1-9 como capa externa.

11.- Cuerpo moldeado según la reivindicación 1, estando constituida la superficie de substrato por un material que es seleccionado a partir del grupo que comprende.

a. materiales metálicos,

b. materiales cerámicos,

c. materiales vitreos,

d. materiales polímeros.

e. materiales de tipo celulosa.

12.- Dispositivo que contiene un cuerpo moldeado según la reivindicación 1 u 11, seleccionado a partir del grupo que comprende

NCO

(Illa)

(lllb)

donde

a. palas de rotores de instalaciones eóllcas, conductos de alta tensión;

b. superficies de apoyo, palas del rotor, fuselaje, antenas, visores de aviones; visores de vehículos; fuselaje, mástil, hojas de control, equipo náutico de barcos; superficies externas de vagones de ferrocarril; superficies de señales de tráfico;

c. revestimiento de aparatos refrigeradores;

d. envases de productos alimenticios;

e. sensores;

f. dispositivos para el transporte de agua helada; superficies de plantas solares; superficies de intercambiadores de calor; o

g. superficies que tienen contacto con gases en el transporte de petróleo y gas natural.

13.- Empleo de un polímero activo como se define en la reivindicación 2 para la generación de un revestimiento con propiedades anti-formación de hielo.

14.- Empleo de un revestimiento como se define en una de las reivindicaciones 1 a 9 para la puesta a disposición de un cuerpo moldeado o un dispositivo con propiedades anti-formación de hielo.

15.- Procedimiento para la obtención de un revestimiento según una de las reivindicaciones 1-9, que comprende

los pasos

a. puesta a disposición de un substrato, en caso dado activado;

b. puesta a disposición de una composición que contiene matriz y polímero activo según la reivindicación 1-9;

c. revestimiento del substrato con dicha composición, preferentemente por medio de revestimiento por inmersión o 2 revestimiento por spray.