11 knúmero de publicación: kint. Cl. 6 : C04B 30/02

Transcripción

1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: kint. Cl. 6 : C04B 30/02 C04B 41/68 B0D 3/08 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: k Fecha de presentación : k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Superficie de recubrimiento de material hidrófobo y microporoso de aislamiento térmico. k 30 Prioridad: GB k 73 Titular/es: Zortech International Limited Hadzor Hall Hadzor Droitwich Worcestershire WR9 7DJ, GB k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Morgan, Derek Edward; Morgan, Derek Edward y Jackson, James David Joseph k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Aguilar Forment, Domènec ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION La presente invención se refiere a un método de recubrir una superficie de un cuerpo de material hidrófobo y microporoso de aislamiento térmico. La expresión microporoso se utiliza aquí para identificar materiales porosos o celulares en los cuales el tamaño final de las células o de los huecos es inferior que el trayecto libre medio de una molécula de aire en condiciones de PTN, es decir del orden de 100 nm o menor. Un material que es microporoso en este sentido presentará una muy baja transferencia de calor por conducción por parte del aire (esto es, por colisiones entre moléculas de aire). Tales materiales microporosos incluyen aerogel, que es un gel en el cual la fase líquida ha sido substituida por una fase gaseosa de tal manera que se evite la contracción queseoriginaría si el gel se secara directamente apartirdeunlíquido. Puede obtenerse una estructura substancialmente idéntica por medio de la precipitación controlada a partir de una disolución, controlándose la temperatura y el ph durante la precipitación para obtener un precipitado de retícula abierta. Otras estructuras equivalentes de retícula abierta incluyen tipos pirógenos (ahumados) y electrotérmicos, en los cuales una proporción substancial de las partículas tienen un tamaño final de partícula inferior a 100 nm. Cualesquiera de estos materiales, basados por ejemplo en sílice, alúmina u otros óxidos de metal, pueden utilizarse para preparar una composición que sea microporosa como se ha definido anteriormente. Una forma conocida de material microporoso de aislamiento térmico de altas prestaciones comprende partículas compactadas de sílice microporoso e incluye típicamente un refuerzo de fibras de cerámica y un opacificante de polvo de rutilo. Un material microporoso de aislamiento térmico de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento GB-A El material microporoso de aislamiento térmico es de manera general hidrófilo puesto que absorbe fácilmente agua. Desgraciadamente, el agua al secarse destruye la naturaleza microporosa del material y lo hace inadecuado para el uso como material de aislamiento térmico de altas prestaciones. El entendido en la técnica conoce perfectamente, sin embargo, que el material microporoso de aislamiento térmico puede hacerse de manera general hidrófobo por ejemplo por incorporación de materiales repelentes del agua en el material microporoso. Los materiales microporosos compactados e hidrófobos de aislamiento térmico son más débiles que los materiales microporosos de aislamiento térmico convencionales debido a que el tratamiento hidrófobo reduce el efecto de unión entre las partículas de sílice. Por ello, los materiales microporosos e hidrófobos de aislamiento térmico exigen alguna forma de recubrimiento protector para impedir el daño del material microporoso durante la manipulación. Una desventaja de un material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico de este tipo es que es difícil y largo recubrir directamente la superficie del material hidrófobo, por ejemplo con un adhesivo de silicato basado en agua. Pueden utilizarse agentes de actividad superficial para modificar la superficie del material microporoso compactado e hidrófobo de aislamiento térmico lo suficiente para permitir que el material sea recubierto con un recubrimiento basado en agua, pero es difícil controlar el grado de penetración del agente de actividad superficial por debajo de la superficie del material microporoso y la presencia de tales agentes de actividad superficial en el cuerpo o masa del material microporoso debilita adicionalmente la unión entre las partículas de sílice. Estos materiales microporosos de aislamiento térmico son de manera general vulnerables al daño por abrasión y por impacto y puede utilizarse por ejemplo un recubrimiento de adhesivo para aplicar un revestimiento resistente a la abrasión y al impacto, tal como una tela de fibra de vidrio, a la superficie del material microporoso de aislamiento térmico. Por ello, es un objetivo de la presente invención proporcionar un método relativamente simple y económico de aplicar un recubrimiento, tal como un adhesivo de silicato basado en agua, a la superficie de un cuerpo o masa de material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico, sin destruir las propiedades de hidrofobia del resto delmaterialmicroporoso. Según la presente invención, se proporciona un método de recubrir una superficie de un cuerpo o masa de material microporoso e hidrófobo de aislamientotérmico, que comprende las etapas de: proveer un cuerpo o masa de un material microporoso de aislamiento térmico; incorporar un agente de hidrofobia de modo que se haga hidrófobo el material de aislamiento; tratar térmicamente la superficie del cuerpo o masa del material microporoso de aislamiento térmico de modo que se proporcione una capa superficial hidrófila sobre el cuerpo o masa de material hidrófobo; y aplicar un recubrimiento basado en agua a la capa superficial hidrófila del cuerpo o masa de material hidrófobo. El material microporoso e hidrófobo de tratamiento térmico puede comprender un bloque de un material formado por medio de la compactación de una mezcla seca de partículas de óxido de metal finamente dividido, tal como sílice oalúmina pirógenas o aerogel de sílice o alúmina que se ha tratado posteriormente con un material a base de silano para hacerlo hidrófobo, con hastaporcientoenpesodeóxido de metal finamente dividido que no ha sido tratado para hacerlo hidrófobo, hasta 0 por ciento en peso de un opacificante de infrarrojos y hasta 20 por ciento en peso de una fibra de refuerzo. Hemos hallado que la pequeña proporción de material finamente divido no tratado, tal como alúmina pirógena o aerogel de alúmina, no tiene efecto perjudicial sobre la naturaleza hidrófoba global del material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico. El opacificante de infrarrojos puede ser un material finamente dividido que disperse las radiaciones y que tenga un índice de refracción alto, tal como titania por ejemplo en su forma de rutilo, alúmina, circonia, óxido de hierro u óxido de cromo. La fibra de refuerzo puede ser, por ejemplo, fibra cerámica tal como fibra de alúmina o

3 3 ES T3 4 fibra de aluminosilicato, fibra de vidrio u otra fibra inorgánica. Así, el material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico puede ser un material substancialmente inorgánico, no fundible y en partículas compactadas. El material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico puede comprender: por ciento en peso de óxido de metal hidrófobo 0 - por ciento en peso de óxido de metal no tratado 1-20 por ciento en peso de fibra de refuerzo 2-0 por ciento en peso de opacificante En una realización preferida, el material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico puede comprender: 8 por ciento en peso de sílice pirógeno hidrófobo 10porcientoenpesodefibraderefuerzo 32porcientoenpesodeopacificante El sílice pirógeno hidrófobo puede ser del tipo Aerosil R974 obtenible comercialmente de Degussa AG, Alemania. La fibra de refuerzo puede estar en forma de fibras de aluminosilicatos vendidas bajo la marca FIBERFRAX y el opacificante puede ser titania en su forma de rutilo. En otra realización preferida, el material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico puede comprender: 60,0 por ciento en peso de sílice pirógeno hidrófobo 1,9 por ciento en peso de alúmina no tratada 4,8 por ciento en peso de fibra de refuerzo 33,3 por ciento en peso de opacificante El sílice pirógeno hidrófobo puede ser del tipo Aerosil R974 obtenible comercialmente de Degussa AG, Alemania. La alúmina puede ser del tipo óxido de aluminio C obtenible también comercialmente de Degussa AG. La fibra de refuerzo puede ser en forma de fibras de alúmina vendidas bajo la marca SAFFIL y el opacificante puede ser titania en su forma de rutilo. La superficie del material microporoso de aislamiento térmico puede calentarse con un quemador de gas. El quemador de gas puede dotarse de una tobera alargada de llamas. El quemador de gas puede alimentarse con una mezcla de un gas inflamable y aire comprimido. Alternativamente, la superficie del material microporoso de aislamiento térmico puede calentarse en un horno. El recubrimiento puede aplicarse a cepillo o por pulverización. El recubrimiento puede comprender un adhesivo de silicado basado en agua. El método puede incluir la etapa de aplicar al recubrimiento un revestimiento resistente a los abrasivos y/o al impacto, tal como tela de fibra de vidrio. Para una mejor comprensión de la presente invención y para mostrar más claramente la forma en que puede ponerse en práctica se hará ahora referencia, a título de ejemplo, a los dibujos anexos en los cuales: la Figura 1 muestra un método de tratamiento con llama de la superficie de un bloque de material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico, de modo que la superficie se haga hidrófila; la Figura 2 muestra un método de calentar la superficiedeunbloquedematerialmicroporoso ehidrófobo de aislamiento térmico en un horno, de modo que la superficie se haga hidrofila; la Figura 3 muestra un método de aplicar un recubrimiento a cepillo sobre la superficie hidrófila creada por el calentamiento de la superficie de un bloque de aislamiento térmico microporoso e hidrófobo; la Figura 4 muestra un método de aplicar un recubrimiento por pulverización sobre la superficie hidrófila creada por calentamiento de la superficiedeunbloquedeaislamientotérmico microporoso e hidrófobo; la Figura muestra un revestimiento aplicado al recubrimiento de encima de la superficie hidrófila; la Figura 6 es una gráfica que ilustra el efecto de diferentes tiempos de calentamiento sobre la superficiedeunbloquedematerialmicroporoso ehidrófobo de aislamiento térmico; y la Figura 7 es una gráfica que ilustra el efecto de una fuente de calor mantenida a diferentes distancias de la superficie de un bloque de material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico. Como se muestra en la Figura 1, un bloque 1 de material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico está situado sobre una superficie adecuada 2 y una cara del bloque es tratada térmicamente con un quemador manual 3. El quemador 3 se alimenta con un gas inflamable adecuado, tal como gas propano, y aire comprimido y emite una pluralidad de llamas relativamente estrechas a partir de una tobera alargada de llamas para producir una anchura total de llamas de unos 100 mm. Hemos hallado que incluso la más breve exposición de la superficie del material microporoso hidrófobo de aislamiento térmico a la llama hace hidrófila la superficie, de modo tal que aceptará fácilmente un recubrimiento, por ejemplo, de un adhesivo de silicato basado en agua tal como el vendido por Chamtek Idenden Alumet bajo la marca HT Fibre Adhesive 10.02, de forma que se proporcione un revestimiento protector de tela 7 de fibras de vidrio a aplicar a la superficie del material microporoso de aislamiento térmico como se ilustra en la Figura. El recubrimiento puede aplicarse, por ejemplo, mediante un cepillo comoseilustraenlafigura3omediantepulverización con una tobera 6 de pulverización como se ilustra en la Figura 4. La aplicación del recubrimiento y del revestimiento protector al material microporoso y tratado con llama, de aislamiento térmico, resultó ser considerablemente más fácil y más rápida que la aplicación de un 3

4 ES T3 6 recubrimiento y de un revestimiento protector al material hidrófobo de aislamiento. Además de tratar térmicamente substancialmente las superficies planas, también hemos tratado con éxito las superficies de componentes moldeados arqueados de aislamiento térmico microporoso e hidrófobo de modo que se posibilitara la fácil aplicación de un recubrimiento a la superficie tratada. En vez de utilizar un quemador manual, es posible utilizar un quemador montado sobre un soporte. Por ejemplo, el quemador puede ser ajustable en cuanto a su distancia respecto al material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico que deba tratarse. Como otra alternativa, el bloque 1 de material hidrófobo de aislamiento térmico puede colocarse en un horno 4, por ejemplo a 1000 C, durante un tiempo adecuado tal como de 30 a 60 segundos. Hemos realizado ensayos para determinar el efecto del tratamiento térmico con llama sobre la superficiedeunbloquedematerialmicroporoso hidrófobo de aislamiento térmico. En un primer ensayo, la tobera alargada del quemador 3 se mantuvo a 4 cm por encima de la superficie del material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico y se determinó elgrosordela capa hidrófila producida para diferentes tiempos de calentamiento. Los resultados del primer ensayo se resumen en la Figura 6 que muestra que el grosor de la capa hidrófila aumenta al aumentar los tiempos de calentamiento, como podía esperarse. Sin embargo, la Figura 6 también muestra que un grosor medible de la capa hidrófila surge con tiempos de calentamiento relativamente cortos, mientras que el aumento del grosor de la capa hidrófila desciende al aumentar los tiempos de calentamiento. Así, el grosor de la capa hidrófila es relativamente insensible al tiempo de calentamiento en la llama y la capa superficial hidrófila puede crearse sin destruir la naturaleza hidrófoba del material subyacente. En un segundo ensayo, una fuente de calor en forma de la tobera alargada de llamas del quemador 3 se mantuvo a distancias diferentes por encima de la superficie del material microporoso hidrófobo de aislamiento térmico y se determinó el grosor de la capa hidrófila producida para tiempos de calentamiento con la llama de 10 segundos y de 20 segundos. Los resultados del segundo ensayo se resumen en la Figura 7 en la cual los resultados para un tiempo de calentamiento de 20 segundos se presentan como una línea continua y los resultados para un tiempo de calentamiento de 10 segundos se presentan como una línea discontinua. La Figura 7 muestra que el grosor de la capa hidrófila disminuye al aumentar la distancia respecto a la tobera de llamas, como podría esperarse. Sin embargo, la Figura 7 muestra también que el grosor de la capa hidrófila es relativamente constante en una amplia franja de distancias. Así, el grosor de la capa hidrófila es relativamente insensible a la distancia de la tobera de llamas respecto a la superficie del material microporoso hidrófobo de aislamiento térmico. Estos ensayos demuestran que el tratamiento térmico del material microporoso hidrófobo de aislamiento térmico es realizable para el uso en un ambiente industrial en el cual son susceptibles de variar tanto el tiempo de calentamiento como la distancia de una tobera manual de llamas, por ejemplo. El tratamiento térmico proporcionará dentro de amplioslímites una capa superficial hidrófila que aceptará fácilmente un recubrimiento sin destruir la naturaleza hidrófoba del material microporoso subyacente

5 7 ES T3 8 REIVINDICACIONES 1. Un método de recubrir una superficie de un cuerpo de material microporoso e hidrófobo de aislamiento térmico, caracterizado porque comprende las etapas de: proveer un cuerpo o masa de un material microporoso (1) de aislamiento térmico; incorporar un agente de hidrofobia de modo que se haga hidrófobo el material de aislamiento; tratar térmicamente la superficie del cuerpo o masa del material microporoso (1) de aislamiento térmico de modo que se proporcione una capa superficial hidrófila sobre el cuerpo o masa de material hidrófobo; y aplicar un recubrimiento basado en agua a la capa superficial hidrófila del cuerpo o masa de material hidrófobo. 2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie del cuerpo de material microporoso (1) de aislamiento térmico se calienta con un quemador (3) de gas. 3. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque el quemador de gas se dota de una tobera alargada de llamas Un método según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque el quemador (3) de gas se alimenta con una mezcla de un gas inflamable y de aire comprimido.. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie del cuerpo de material microporoso (1) de aislamiento térmico secalientaenunhorno(4). 6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recubrimiento se aplica a cepillo o por pulverización. 7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recubrimiento comprende un adhesivo de silicato basado en agua. 8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye la etapa de aplicar al recubrimiento un revestimiento (7) resistente a los abrasivos y/o al impacto. 9. Un método según la reivindicación 8, caracterizado porque el revestimiento (7) comprende tela de fibra de vidrio NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva.

6 6 ES T3

7 ES T3 7

8 8 ES T3

9 ES T3 9