ES2970704T3 - Material impregnado con propiedades antiestáticas - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una impregnación con propiedades antiestáticas para uso en laminados o para recubrir paneles a base de madera, donde la resina utilizada para impregnar y/o recubrir el papel contiene partículas a base de carbono, en particular nanotubos de carbono (CNT) o grafeno. al menos un compuesto de fórmula general (I) R1aR2bSiX(4-ab) (I), y/o sus productos de hidrólisis, donde XH, OH o un radical hidrolizable seleccionado del grupo que comprende halógeno , alcoxi, carboxi, amino, monoalquilamino o dialquilamino, ariloxi, aciloxi, alquilcarbonilo, R1 es un radical orgánico seleccionado del grupo que comprende alquilo, arilo, cicloalquilo, que puede estar interrumpido por -O- o -NH-, donde R1 tiene al menos un grupo funcional Q1 que se selecciona de un grupo que contiene hidroxi, amino, monoalquilamino, carboxi, mercapto, alcoxi, aldehído, acrílico, acriloxi, metacrilo, metacriloxi, ciano, isociano y epóxido. 2> es un radical orgánico no hidrolizable. R2 se selecciona del grupo que comprende alquilo, arilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, cicloalquenilo; a = 0, 1, 2, 3, en particular 1 ó 2, y b = 1, 2, 3 ó 4, en particular 0 ó 1. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Material impregnado con propiedades antiestáticas
La presente invención se refiere a un material impregnado con propiedades antiestáticas, a un procedimiento para la producción del mismo, así como a un laminado y a una plancha de materia derivada de la madera que comprende un material impregnado de este tipo.
Descripción
En el caso de muchos objetos cotidianos es un requisito esencial que durante el uso no se produzca una carga electrostática. Esto es por un lado desagradable, dado que la carga electrostática fluye para la descarga a través del usuario, por otro lado pueden producirse debido a ello naturalmente también daños en componentes electrónicos. En algunos campos incluso se han prohibido objetos que tienden a la carga electrostática por motivos de seguridad.
Por estos motivos los fabricantes aspiran o bien a tener para usos especiales una calidad especial en su gama de productos o básicamente a fabricar todos los productos con calidad al menos antiestática.
Una solución del problema es el aumento de la humedad del aire relativa mediante dispositivos humidificadores. Esto es una solución relativamente cara, que elimina el defecto sólo indirectamente.
La solución esencialmente persistente va en la dirección de introducir agentes para elevar la conductividad en los materiales impregnados o bien papeles impregnados usados en la producción de superficies decorativas de objetos de consumo. A este respecto aparece, sin embargo, a menudo el problema de que los correspondientes productos químicos no se disuelven particularmente bien en las resinas de melamina-formaldehído usadas para la impregnación. Además, estos agentes empeoran con frecuencia las propiedades de superficie muy buenas de las resinas de melamina endurecidas.
Una idea para evitar este problema se explica en el documento EP 2537597 A1. Allí se aplica, durante la producción de un suelo laminado, entre otras cosas sobre una plancha de materia derivada de la madera o sobre el lado inferior de impregnados por secciones un agente para elevar la conductividad, en donde el agente es un adhesivo de PVAC o adhesivo de PUR dotado de partículas eléctricamente conductoras. Este modo de proceder asegura que no se encuentre ningún agente de aumento de la capacidad de conducción directamente en la superficie del suelo laminado y de este modo dé lugar a un empeoramiento de las propiedades de superficie. Sin embargo, el efecto requerido se ve naturalmente reducido también por la capa de papel.
Por el documento US 7.122.585 B2 se conoce aplicar composiciones poliméricas formadoras de película con un aditivo conductor como polvo de revestimiento sobre materiales de madera, tal como por ejemplo planchas MDF. Como aditivos conductores se mencionan, entre otros, fibras de carbono, nanotubos de carbono, carbón activado, cargas metálicas, cargas revestidas con materiales conductores o polímeros conductores. El polvo de revestimiento se aplica mediante procedimientos electrostáticos sobre el material de madera.
El documento EP 3231596 A1 se refiere a un material de soporte (por ejemplo, plancha de materia derivada de la madera, capa de papel) con una capa de resina, en donde la capa de resina comprende una resina de formaldehído, un polímero y un compuesto que contiene silano de fórmula general RaSiX(4-a). La capa de resina puede contener igualmente otras cargas o aditivos tal como por ejemplo sustancias conductoras (hollín, fibras de carbono, nanotubos de carbono) para crear una superficie antiestática. El documento EP 2272668 A1 se refiere al uso de los dos silanos tetraetoxisilano y metiltrietoxisilano en el ejemplo de realización. El documento EP 3231 519 A1 se refiere igualmente al uso de los dos silanos tetraetoxisilano y metiltrietoxisilano en el ejemplo de realización 1.
Los enfoques conocidos hasta el momento son, sin embargo, laboriosos y caros. Los efectos deseados tampoco son permanentes y se asume un empeoramiento del producto.
La presente invención se basaba, por tanto, en el objetivo técnico de producir un material impregnado que tuviera una buena conductividad eléctrica. A este respecto ha de evitarse un empeoramiento de propiedades de superficie. El aumento de la capacidad de conducción también ha de dar lugar a costes en la medida de lo posible bajos. Además de ello, la incorporación del agente en una fórmula debería ser posible sin problemas. El uso de agentes tóxicos o problemáticos con el medio ambiente ha de quedar en todo caso excluido.
Este objetivo se soluciona de acuerdo con la invención mediante un material impregnado con propiedades antiestáticas con las características de la reivindicación 1.
De manera correspondiente se proporciona un material impregnado con una capa de papel impregnada con propiedades antiestáticas para su uso en materiales laminados o para el revestimiento de planchas de materia derivada de la madera, en donde la resina usada para la impregnación y/o el revestimiento del papel comprende - partículas a base de carbono, en particular nanotubos de carbono (CNT) o grafeno, en donde la superficie de las partículas a base de carbono está modificada con
- al menos un compuesto con la fórmula general (la)
R1aSiX(4-a) (Ia),
en donde
- X es metoxi, etoxi, n-propoxi o i-propoxi,
- R1 es un resto orgánico seleccionado del grupo que está constituido por metilo, etilo, propilo o vinilo, - en donde R1 presenta al menos un grupo funcional Q<1>que se ha seleccionado de un grupo que está constituido por un grupo acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi y epóxido,
- es a = 1 o 2 y
- al menos otro compuesto de fórmula general (II)
R3cSiX(4-c) (II),
en donde
- X presenta el significado anterior,
- R3 es un resto orgánico no hidrolizable R3 seleccionado del grupo que está constituido por alquilo C1-C10, arilo C6-C10 y
- es c = 1, 2 o 3 y
- partículas de SO<2>, AhO<3>, ZrO<2>, T O<2>.
Por consiguiente, se introduce una resina en una capa de papel (es decir, el papel se empapa con la resina) o se aplica sobre una capa de papel como capa de resina, en donde esta resina contiene agentes que aumentan la conductividad. Este agente se añade mediante mezclado a la resina usada de todos modos, tal como por ejemplo resina de melamina-formaldehído.
Como agentes conductores especialmente adecuados han resultado partículas a base de carbono, tal como nanotubos, plaquitas o fibras de carbono y también grafeno. Sin embargo, se ha mostrado que para una buena conductividad es importante poder introducir las partículas de carbono sin formación de aglomerados en el sistema de resina. Solo de este modo queda garantizada también con reducidas proporciones de partículas de carbono la generación de una buena capacidad de conducción eléctrica. Para ello se modificaron las partículas de carbono con los compuestos de silano mencionados en su superficie. Esto cumple por un lado el fin de evitar una aglomeración y por otro lado crear una unión química a la resina de melamina. Las partículas modificadas con los compuestos de silano pueden incorporarse sin problemas en las resinas usadas para la impregnación.
Las ventajas que resultan son una solución sencilla, no complicada desde el punto de vista técnico del proceso, un efecto prolongado así como una cantidad de aplicación relativamente baja, de manera que pueden mantenerse bajos los costes totales.
Los nanotubos de carbono son macromoléculas grandes en forma de películas de grafito (una red hexagonal con configuración sp2), que están enrollados en forma de un cilindro ("singlewalled carbon nanotubes", SWNT). Además de los nanotubos de carbono de una pared se conocen también nanotubos de carbono con dos o más paredes ("double walled carbon nanotubes" DWNT; multi-walled carbon nanotubes", MWNT), en donde estos últimos pueden describirse en forma de un cilindro introducido en otro cilindro.
Los nanotubos de carbono se caracterizan por una alta resistencia, un bajo peso, una estructura electrónica específica, una alta estabilidad y una excelente conductividad eléctrica sin embargo también térmica.
Como nanotubos de carbono (CNT) pueden usarse nanotubos de carbono de una pared (SWNT), nanotubos de carbono de dos paredes (DWNT) o nanotubos de carbono de múltiples paredes (MWNT), en donde se usan especialmente nanotubos de carbono de una pared con un diámetro entre 1,0-2,5 nm, preferentemente entre 1,5 y 2,0 nm y una longitud entre 2-10 pm, preferentemente 4-8 pm, en particular preferentemente 5-6 pm.
Una posible alternativa al uso de nanotubos de carbono la representa las nanocapas de grafeno. El grafeno es otra modificación del carbono con una estructura bidimensional, aromática, en la que cada átomo de carbono está rodeado por tres átomos de carbono adicionales, de modo que se forma en este sentido un patrón en forma de panal.
En una forma de realización, la cantidad de partículas a base de carbono añadida a la resina asciende a entre el 1,0 y el 4,0 % en peso, preferentemente a entre el 1,5 y el 3,5 % en peso, de manera especialmente preferente a entre el 2,0 y el 3,0 % en peso, por ejemplo el 2,5 % en peso.
La resina usada aquí para la impregnación y/o el revestimiento del papel se basa preferentemente en resinas acuosas que contienen formaldehído, en particular resina de melamina-formaldehído, resina de urea-formaldehído, resina de melamina-urea-formaldehído, resina de fenol-formaldehído o mezclas de las mismas. En la resina usada en el presente caso no hay contenidos polímeros adicionales.
El contenido en sólidos de la resina que contiene las partículas a base de carbono se encuentra entre el 50-75 % en peso, preferentemente del 55-70 % en peso, en particular preferentemente en del 60-65 % en peso.
El resto hidrolizable X de los compuestos de fórmula general (la) y (II) es de acuerdo con la invención metoxi, etoxi, npropoxi o i-propoxi.
El resto orgánico R1 del compuesto de fórmula general (la) se ha seleccionado de un grupo que está constituido por metilo, etilo, propilo o vinilo.
En una forma de realización, el al menos un grupo funcional Q1 del compuesto de fórmula general (Ia) se ha seleccionado de un grupo que contiene un grupo epóxido. Según esto, el grupo funcional Q1 puede presentar ventajosamente un resto con un doble enlace o un grupo epóxido, que puede activarse y polimerizarse por medio de radiación UV.
En una variante de la presente composición pueden seleccionarse compuestos de fórmula general (I) de acuerdo con R1aSiX(<4>-a), en particular R1SiX<3>, con un grupo funcional Q1 de metacriloxipropiltrimetoxisilano (MPTS), o silanos con una funcionalización epoxi tal como glicidiloxipropiltrietoxisilano o silanos con una funcionalización vinilo tal como por ejemplo viniltrimetoxisilano.
Tal como se ha descrito, el resto R1 dispone de al menos un grupo funcional Q1.
El resto R3 del compuesto de acuerdo con la fórmula (II) se ha seleccionado de un grupo que está constituido por alquilo C<1>-C<10>y arilo C<6>-C<10>.
Se prefiere cuando el resto R3 se ha seleccionado del grupo que contiene metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, s-butilo, t-butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, ciclohexilo, vinilo, fenilo y naftilo. Se prefieren especialmente restos metilo, etilo, propilo, octilo o fenilo.
Por el término "resto orgánico no hidrolizable" ha de entenderse en el contexto de la presente invención un resto orgánico que en presencia de agua no conduce a la formación de un grupo OH o grupo NH<2>enlazado con el átomo de Si.
El compuesto de fórmula general (II) puede comprender en particular R3SiX<3>con R3 como grupo alquilo C1-C10, preferentemente metilo, etilo, propilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, o como grupo arilo C6-C10, preferentemente fenilo y con X metoxi, etoxi, n-propoxi o i-propoxi, tal como por ejemplo octiltrietoxisilano, feniltrietoxisilano.
En una variante de la presente composición se usan respectivamente un compuesto de la fórmula general (Ia) y un compuesto de la fórmula general (II).
La relación (molar) del compuesto de silano de fórmula (Ia) con respecto a los compuestos de silano de fórmula (II) se encuentra preferentemente entre 1:0,5 y 1:2, en particular preferentemente entre 1:1 y 1:1,5.
En una variante especialmente preferente del presente material impregnado, la resina comprende nanotubos de carbono modificados con glicidiloxipropilmetildietoxisilano, glicidiloxipropiltrietoxisilano y octiltrietoxisilano, preferentemente una mezcla de glicidiloxipropiltrietoxisilano y octiltrietoxisilano.
De acuerdo con la invención, la resina contiene partículas de SO<2>, AhO<3>, ZrO<2>, TO<2>. Las partículas usadas preferentemente a este respecto presentan un tamaño entre 2 y 400 nm, preferentemente entre 2 y 100 nm, en particular preferentemente entre 2 y 50 nm. Mediante la adición de las partículas inorgánicas se eleva el contenido en sólidos de la composición, de manera que se mejora el comportamiento de aplicación de la composición. También se impide mediante la adición de partículas inorgánicas una contracción y formación de grietas. Las partículas inorgánicas pueden usarse en un intervalo de cantidad del 0,1 al 25 % en peso, preferentemente del 5 al 20 % en peso, con respecto al contenido en sólidos del material de silano (material de sol-gel).
El papel que va a impregnarse y/o que va a revestirse con la resina en cuestión es preferentemente papel bruto, o un papel decorativo, papel kraft o papel overlay con impregnación de núcleo; es decir, estos papeles ya están preimpregnados con una resina convencional (por ejemplo, una resina de melamina-formaldehído), en donde adicionalmente se aplica la resina modificada. En el caso de un papel bruto, los papeles no están preimpregnados. Los papeles overlay son papeles finos que, habitualmente, ya se han impregnado con una resina de melamina convencional. También hay disponibles papeles overlay en los que se mezclan partículas ya resistentes a la abrasión, tal como, por ejemplo, partículas de corindón, en la resina del overlay para aumentar la resistencia a la abrasión.
Los papeles decorativos son papeles especiales para el acabado superficial de materiales derivados de la madera, que permiten una amplia variedad de decoraciones. De este modo, junto a las impresiones típicas de diversas estructuras de madera pueden obtenerse más impresiones de formas geométricas o productos artísticos. Realmente no existe una limitación en la elección del motivo. Para garantizar una capacidad de impresión óptima, el papel usado tiene que presentar una lisura y estabilidad dimensional adecuada y asimismo ser adecuado para una penetración de una impregnación de resina sintética necesaria.
Los papeles kraft presentan una alta resistencia y se componen de fibras de celulosa a las que se les ha añadido almidón, alumbre y cola para lograr efectos superficiales y aumentos de resistencia.
En una forma de realización preferente, el papel está impregnado parcial o completamente con la resina modificada, en donde la resina modificada se introduce o penetra en el papel. En el presente caso, por el término de "impregnación" ha de entenderse una impregnación total o parcial de la capa de papel con la suspensión de resina constituida por resina, por ejemplo resina de formaldehído, y partículas a base de carbono modificadas con un compuesto de silano. Tales impregnaciones pueden aplicarse, por ejemplo, en un baño de impregnación o mediante aplicación con brocha, aplicación con rasqueta o pulverización.
Como se ha indicado anteriormente, también puede estar previsto que la resina no penetre en el papel, sino que más bien se aplique sobre la superficie del papel y permanezca como capa de resina (separada) sobre la capa de papel. Este es en particular el caso cuando se utilizan papeles ya preimpregnados. En este sentido, la al menos una capa de resina está dispuesta en al menos una superficie o un lado, es decir, lado superior y/o lado inferior, del material impregnado.
Los gramajes de papel pueden variar por un intervalo entre 30 y 250 g/m2. De ese modo, el gramaje de papel por ejemplo de papeles decorativos puede encontrarse entre 30 y 150 g/m2, preferentemente entre 50 y 120 g/m2, en particular preferentemente entre 80 y 100 g/m2. En el caso de un papel bruto o papel kraft puede ascender el gramaje de papel a entre 50 y 250 g/m2, preferentemente a entre 100 y 200 g/m2, en particular a entre 120 y 150 g/m2.
La resina usada para la impregnación y/o el revestimiento del material impregnado puede producirse en un procedimiento que comprende las siguientes etapas:
- poner a disposición al menos una suspensión de resina (acuosa);
- añadir al menos un catalizador, en particular un ácido, a la al menos una suspensión de resina;
- añadir al menos un compuesto de fórmula general (la) y al menos un compuesto de fórmula general (II); y - dispersar las partículas a base de carbono en la suspensión de resina mediante el uso de ultrasonidos (por ejemplo, 160 W) y una herramienta de dispersión (por ejemplo, Ultraturax de la empresa IKA con 15000 rpm).
Los ácidos inorgánicos y/u orgánicos adecuados como catalizador se seleccionan de un grupo que contiene ácido fosfórico, ácido acético, ácido p-toluenosulfónico, ácido clorhídrico, ácido fórmico o ácido sulfúrico. Igualmente son adecuadas sales de amonio tal como sulfato de amonio, que reaccionan como ácidos débiles. Se prefiere especialmente ácido p-toluenosulfónico.
Para la neutralización posterior de la mezcla de reacción se añade preferentemente un compuesto básico, tal como por ejemplo amoníaco. Esto conduce a una separación de la fase acuosa con la proporción de aglutinante de la fase alcohólica (fase etanólica).
En el caso de que se añadan mediante mezclado partículas inorgánicas a la composición de aglutinante, se usan las partículas inorgánicas preferentemente en una cantidad entre el 0,1 y el 15 % en peso, preferentemente entre el 0,5 y el 10 % en peso, en particular preferentemente entre el 1 y el 5 % en peso.
El objetivo de la presente invención se soluciona también con un procedimiento para la producción del material impregnado descrito.
De manera correspondiente se facilita un procedimiento para la producción de un material impregnado con propiedades antiestáticas, que comprende las siguientes etapas:
- facilitar una suspensión de resina que contiene partículas a base de carbono, al menos un compuesto de fórmula general (I) y opcionalmente al menos un compuesto de fórmula general (II);
- facilitar una capa de papel,
- impregnar la capa de papel con la suspensión de resina, preferentemente en un canal de impregnación, y/o revestir la capa de papel con la suspensión de resina; y
- secar la capa de papel impregnada y/o revestida.
Como ya se señaló anteriormente, el presente material impregnado se usa para la producción de laminados con propiedades antiestáticas. Por laminado se entiende en este caso un material estratificado que puede aplicarse sobre una plancha de soporte (por ejemplo, mediante laminación). Los laminados son especialmente adecuados para la fabricación de piezas de muebles modernos, suelos y otras superficies.
El presente laminado comprende al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas, en donde el al menos un material impregnado puede ser un material impregnado overlay, un material impregnado decorativo y/o un material impregnado kraft. En una forma de realización preferida, el laminado comprende un material impregnado kraft y/o un material impregnado decorativo como material impregnado con propiedades antiestáticas.
En una forma de realización del presente laminado, adicionalmente a al menos el material impregnado, está previsto al menos otra capa de papel (no dotada de la presente resina), al menos una capa de papel transparente (papel apergaminado) y/o al menos una capa de lámina de plástico. El uso y el número de materiales impregnados con propiedades antiestáticas y otras capas de papel y de lámina en el laminado y la estructura de capas del laminado se orienta en particular a la aplicación posterior. Los diferentes estratos o capas pueden estar contenidos varias veces en la estructura laminada, alternando o intercambiando su posición. Es esencial sin embargo que se encuentre al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas en el laminado.
El papel transparente que se usa en cuestión en el laminado se conoce también por el término papel apergaminado. El papel apergaminado es un papel transparente elaborado a partir de pulpa finamente molida, en gran medida resistente a la grasa, sin embargo no resistente a la humedad. Su alta transparencia se obtiene mediante satinado muy riguroso.
Una capa de lámina de plástico usada en el laminado está constituida por polímeros, en particular por polipropileno (PP), polietileno (PE), poli(tereftalato de etileno) (PET), poliuretano termoplástico (TPU) o poliuretano.
Una estructura laminada especialmente preferente tiene el siguiente aspecto (de abajo hacia arriba): al menos un material impregnado kraft con propiedades antiestáticas - al menos una capa de papel transparente - al menos una capa de papel decorativo - al menos una capa de papel overlay.
El presente laminado o bien cubierta presenta una altura de estructura con un espesor entre 0,1 y 3 mm, preferentemente entre 0,1 y 2 mm.
Para la producción del laminado se aplican tras la preparación del material impregnado las siguientes etapas de procedimiento:
- proporcionar al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas;
- proporcionar al menos otra capa de material impregnado, en particular al menos una capa de material impregnado decorativa y al menos una capa de material impregnado overlay, al menos una capa de material impregnado transparente y/o una capa de lámina de plástico,
- producir una disposición de capas de un material impregnado con propiedades antiestáticas, al menos otra capa de material impregnado, en particular al menos una capa de material impregnado decorativa y al menos una capa de material impregnado overlay, al menos una capa de material impregnado transparente y/o una capa de lámina de plástico, y
- prensar la disposición de capas en una prensa caliente, en particular en una prensa continua o de ciclo fijo (por ejemplo, prensa de ciclo corto) o una prensa de doble banda.
Las capas de papel pueden prensarse hasta formar un laminado fino, por ejemplo, en una prensa CPL.
A continuación, el laminado prensado (o bien cubierta) se coloca o se aplica por laminación sobre un material de soporte adecuado, en particular una plancha de soporte (por ejemplo, una plancha de soporte de materia derivada de la madera). La laminación se realiza con el uso de al menos un adhesivo, en particular un adhesivo de poliuretano o un adhesivo termoplástico. Esto pasa habitualmente en una instalación de laminación.
Como ya se indicó también anteriormente, el presente material impregnado también puede usarse (directamente) para el revestimiento de una plancha de materia derivada de la madera.
En este caso se facilita una plancha de materia derivada de la madera que comprende al menos una plancha de soporte y al menos un material impregnado, dispuesto en al menos un lado de la plancha de soporte, con propiedades antiestáticas.
Se prefiere especialmente cuando el al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas es un material impregnado decorativo. En este caso, el impregnado decorativo se prensa con al menos una capa de material impregnado overlay y al menos un material impregnado de contratracción junto con una plancha de soporte.
Una estructura especialmente preferida de una plancha de materia derivada de la madera tiene el siguiente aspecto (de abajo hacia arriba): al menos una contratracción - al menos una plancha de soporte - al menos un material impregnado decorativo con propiedades antiestáticas - al menos una capa de material impregnado overlay.
Con la presente invención es ahora posible facilitar planchas de materia derivada de la madera con propiedades antiestáticas. De ese modo, por un lado se proporciona una plancha de material, que está constituida por una plancha de soporte, sobre cuya superficie se ha colocado y prensado un material impregnado antiestático. Por otro lado, se proporciona una plancha de material, que está constituida por una plancha de soporte con un laminado (con material impregnado antiestático) dispuesto y prensado sobre ésta.
En ambos casos, se prefiere como plancha de soporte una plancha de una materia derivada de la madera, de plástico, una mezcla de materia derivada de la madera y plástico o un material compuesto, en particular una plancha de virutas, de fibras de densidad media (MDF), de fibras de alta densidad (HDF), de virutas gruesas (OSB) o de madera contrachapeada y/o una plancha de WPC (wood plastic composite).
La invención se explica en más detalle a continuación en varios ejemplos de realización.
Ejemplo de realización 1: Preparación de una primera suspensión de resina mezclada con partículas de carbono modificadas
Para la modificación se disponen 90 g (u 80 g) de resina de melamina-formaldehído y 8,5 g (o 17 g) de agua y a continuación 0,08 g (o 0,16 g) de ácido para-toluenosulfónico. A esta solución acuosa se añaden 0.7 g (o 1,4 g) de glicidiloxipropiltrietoxisilano, así como 0,16 g (o 0,32g) de octiltrietoxisilano.
A continuación se dispersan 1,5 g (o 3 g) de CNT usando ultrasonidos y altas fuerzas de cizallamiento (Ultraturray con 15 000 rpm) en la solución y se agita a 40 °C durante 30 minutos. Esta solución puede procesarse ahora como un sistema de resina normal. (Entre paréntesis se indican las indicaciones para el patrón con 3 % de CNT en la resina) Ejemplo de realización 2: Preparación de una segunda suspensión de resina mezclada con partículas de carbono modificadas
Para la modificación se presentan 98,5 g de agua y a continuación 0,08 g de ácido para-toluenosulfónico. A esta solución acuosa se añaden 0.7 g de glicidiloxipropiltrietoxisilano, así como 0,16 g de octiltrietoxisilano.
A continuación se dispersan 1,5 de CNT usando ultrasonidos y altas fuerzas de cizallamiento (Ultraturray con 15000 rpm) en la solución y se agita a 40 °C durante 30 minutos. Esta solución puramente acuosa puede añadirse por dosificación ahora a la resina de melamina directamente en la máquina de aplicación.
Ejemplo de realización 3: Producción de un primer material impregnado
En un canal de impregnación se somete un papel decorativo impreso (gramaje de papel: 80 g/m2) a impregnación de núcleo en el primer baño de impregnación. A este respecto, la impregnación se realiza con una resina de melamina estándar, en la que estaban contenidos los coadyuvantes habituales (endurecedores, agentes humectantes, antiespumantes, etc.) en las cantidades normales. El baño de impregnación tenía un contenido de sólidos de aproximadamente el 65 % en peso.
Para que sólo se consiguiera una impregnación de núcleo, el papel decorativo se despegó por ambos lados con un rascador de cuchilla después de la impregnación. La aplicación de resina se encontraba a este respecto en aproximadamente el 80 % en peso de resina sólida.
El material impregnado se secó en un secador de suspensión y a continuación se revistió por la parte posterior con un mecanismo rascador con una resina de melamina en la que, además de los coadyuvantes habituales, estaban contenidos aún aproximadamente el 2,5 % en peso de nanotubos de carbono del ejemplo de realización 2. Se aplicaron aproximadamente 30 g de resina líq./m2.
El material impregnado se secó en un segundo secador de suspensión hasta obtener una humedad residual de aproximadamente el 6 % en peso. El material impregnado se cortó con respecto al formato y se apiló.
El material impregnado decorativo se aplicó por prensado con un overlay y una contracción en una prensa de ciclo corto sobre una plancha HDF de gran formato (2,8 * 2,07 m, 8 mm) a aproximadamente 200 °C, durante 15 s y 40 kg/cm2. Después se cortó una muestra de 50 x 50 cm de la plancha de gran formato y se acondicionó durante dos semanas con el 50 % de humedad relativa, a 23 °C. ;A continuación se determinó la resistencia superficial en la muestra de acuerdo con la norma DIN EN 1081: 2018. A este respecto resultó un valor de 1.0 x 109 O. En el caso de una muestra cero sin nanotubos de carbono se encontró un valor de 5 x 1012 O. ;Ejemplo de realización 4: Producción de un segundo material impregnado ;;En un canal de impregnación se impregna un papel decorativo impreso (gramaje de papel: 80 g/m2) en el primer baño de impregnación con una resina de melamina. A este respecto, la impregnación se realiza con una resina de melamina estándar, en la que estaban contenidos los coadyuvantes habituales (endurecedores, agentes humectantes, antiespumantes, etc.) en las cantidades normales. El contenido en sólidos en la resina ascendía a aproximadamente el 65 % en peso. Adicionalmente estaba contenido en la resina aún aproximadamente el 2,5 % en peso de nanotubos de carbono del ejemplo de realización 2. ;;Después de la laminación por aplastamiento estaban contenidos aún aproximadamente 140 g de resina líq./m2 en el papel decorativo. El material impregnado se secó en un secador de suspensión hasta obtener una humedad residual de aprox. el 6 % en peso. La aplicación de resina ascendía a aproximadamente el 110 % en peso. Entonces, el material impregnado se cortó con respecto al formato y se apiló. ;;El material impregnado decorativo se aplicó por prensado con un overlay y una contracción en una prensa de ciclo corto sobre una plancha HDF de gran formato (2,8 * 2,07 m, 8 mm) a aproximadamente 200 °C, durante 15 s y 40 kg/cm2. Después se cortó una muestra de 50 x 50 cm de la plancha de gran formato y se acondicionó durante dos semanas con el 50 % de humedad relativa, a 23 °C.
A continuación se determinó la resistencia superficial en la muestra de acuerdo con la norma DIN EN 1081: 2018. A este respecto resultó un valor de 8.0 x 108 O. En el caso de una muestra cero sin nanotubos de carbono se encontró un valor de 5 x 1012 O.
Ejemplo de realización 5: Producción de un tercer material impregnado
En un canal de impregnación se somete un papel kraft a la sosa (gramaje de papel: 150 g/m2), que debe servir como capa central para un CPL (continous produced laminate), a una impregnación. A este respecto, en una tina de impregnación se dispone una resina de impregnación que está constituida en aproximadamente el 65 % en peso por resina de melamina y en el 35 % en peso por una resina fenólica. Las dos resinas tenían un contenido en sólidos de aproximadamente el 65 % en peso. En total, el contenido en sólidos después de la adición de los coadyuvantes y agua ascendía a aproximadamente el 60 % en peso. La mezcla de resina contenía los coadyuvantes habituales (endurecedores, agentes humectantes, antiespumantes, etc.) en las cantidades normales. Adicionalmente estaba contenido en la resina aún aproximadamente el 2,5 % en peso de nanotubos de carbono del ejemplo de realización 2.
El papel kraft a la sosa se solicitó con la resina de impregnación en la tina de impregnación. Después de la laminación por aplastamiento estaban contenidos en el papel kraft a la sosa aún aproximadamente 215 g de resina líq./m2. El material impregnado se secó en un secador de suspensión hasta obtener una humedad residual de aprox. el 6 % en peso. La aplicación de resina ascendía a aproximadamente el 85 % en peso. A continuación se enrolló el material impregnado.
El material impregnado kraft se prensó con un material impregnado overlay, un material impregnado decorativo y un pergamino en una prensa CPL para formar un laminado delgado (T = aproximadamente 200 °C, v = 15 m/min y 60 kg/cm2). Después se cortó una muestra de 50 x 50 cm del laminado y se acondicionó durante dos semanas con el 50 % de humedad relativa, a 23 °C.
A continuación se determinó la resistencia superficial en la muestra de acuerdo con la norma DIN EN 1081: 2018. A este respecto resultó un valor de 6,0 x 108 O. En el caso de una muestra cero sin nanotubos de carbono se encontró un valor de 9 x 1011 O.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Material impregnado con una capa de papel impregnada con propiedades antiestáticas para su uso en laminados o para el revestimiento de planchas de materia derivada de la madera, en donde la resina usada para la impregnación y/o el revestimiento del papel comprende
- partículas a base de carbono, en particular nanotubos de carbono (CNT) o grafeno, en donde la superficie de las partículas a base de carbono está modificada con
- al menos un compuesto con la fórmula general (la)
R1aSiX(4-a) (Ia),
en donde
- X es metoxi, etoxi, n-propoxi o i-propoxi,
- R1 es un resto orgánico seleccionado del grupo que está constituido por metilo, etilo, propilo o vinilo, - en donde R1 presenta al menos un grupo funcional Q<1>que se ha seleccionado de un grupo que está constituido por un grupo acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi y epóxido,
- es a = 1 o 2 y
- al menos otro compuesto de fórmula general (II)
R3cSiX(4-c) (II),
en donde
- X presenta el significado anterior,
- R3 es un resto orgánico no hidrolizable R3 seleccionado del grupo que está constituido por alquilo C1-C10, arilo C6-C10 y
- es c = 1, 2 o 3 y
- partículas de SO<2>, AhO<3>, ZrO<2>, T O<2>como partículas inorgánicas.
2. Material impregnado según la reivindicación 1 o 2,caracterizado por quela relación molar del compuesto de silano de fórmula (la) con respecto a los compuestos de silano de fórmula (II) se encuentra entre 1:0,5 y 1:2, preferentemente entre 1:1 y 1:1,5.
3. Material impregnado según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quelas partículas inorgánicas se usan en un intervalo de cantidad del 0,1 al 25 % en peso, preferentemente del 5 al 20 % en peso, con respecto al contenido en sólidos del material de silano (material de sol-gel).
4. Material impregnado según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela resina comprende nanotubos de carbono modificados con glicidiloxipropilmetildietoxisilano, glicidiloxipropiltrietoxisilano y octiltrietoxisilano, preferentemente una mezcla de glicidiloxipropiltrietoxisilano y octiltrietoxisilano.
5. Material impregnado según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel papel que va a impregnarse y/o que va a revestirse con la resina es un papel decorativo, papel kraft, papel overlay o papel bruto.
6. Material impregnado según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela resina usada para la impregnación y/o el revestimiento es una resina acuosa que contiene formaldehído, en particular una resina de melamina-formaldehído, resina de urea-formaldehído, resina de melamina-urea-formaldehído, resina de fenolformaldehído o mezclas de las mismas.78
7. Material impregnado según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel contenido en sólidos de la resina asciende a entre el 50 y el 75 % en peso, preferentemente a entre el 55 y el 70 % en peso, en particular preferentemente a entre el 60 y el 65 % en peso.
8. Procedimiento para la producción de un material impregnado según una de las reivindicaciones anteriores
- facilitar una suspensión de resina que contiene partículas a base de carbono, al menos un compuesto de fórmula general (la) y al menos un compuesto de fórmula general (II);
- facilitar una capa de papel,
- impregnar la capa de papel con la suspensión de resina, preferentemente en un canal de impregnación, y/o revestir la capa de papel con la suspensión de resina; y
- secar la capa de papel impregnada y/o revestida.
9. Laminado que comprende al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas según una de las reivindicaciones 1-7.
10. Laminado según la reivindicación 9,caracterizado por queel al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas es un material impregnado overlay, material impregnado kraft y/o un material impregnado decorativo.
11. Laminado según una de las reivindicaciones 9-10,caracterizado por queadicionalmente a al menos el material impregnado, está previsto al menos otra capa de papel no dotada de la presente resina, al menos una capa de papel transparente (papel apergaminado) y/o al menos una capa de lámina de plástico.
12. Laminado según una de las reivindicaciones 9-10,caracterizado porla siguiente estructura al menos un material impregnado kraft con propiedades antiestáticas - al menos una capa de papel transparente - al menos una capa de papel decorativo - al menos una capa de papel overlay.
13. Plancha de materia derivada de la madera que comprende al menos una plancha de soporte y al menos un material impregnado, dispuesto en al menos un lado de la plancha de soporte, con propiedades antiestáticas según una de las reivindicaciones 1-7.
14. Plancha de materia derivada de la madera según la reivindicación 13,caracterizada por queel al menos un material impregnado con propiedades antiestáticas es un material impregnado decorativo.
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