PT938405E

PT938405E - Materiais compostos com base em materia vegetal

Info

Publication number: PT938405E
Application number: PT97951206T
Authority: PT
Inventors: Helmut Schmidt; Martin Menning; Gerhard Jonschker
Original assignee: Inst Neue Mat Gemein Gmbh
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2001-08-30
Also published as: EP0938405A2; AU5552598A; ES2362479T3; US6287639B1; WO1998022241A2; ATE504553T1; ATE200235T1; US6352610B1; EP0946313B1; AU5552498A; DE59703003D1; WO1998022648A2; WO1998022648A3; CN1236339A; EP0950039B1; ID18721A; DE59703318D1; ATE199132T1; US6378599B1; DE19647368A1

Description

1DESCRIÇÃO / ( "MATERIAIS COMPOSTOS COM BASE EM MATÉRIA VEGETAL" A invenção refere-se a materiais compostos caracterizados por terem um substrato com base em matérias vegetais, em particular fibras vegetais, matérias primas de fibras vegetais ou produtos da transformação de fibras vegetais e por um nanocomposto que se encontra em contacto funcional com estas e que pode ser obtido através da modificação superficial de a) partículas inorgânicas coloidais b) um ou mais silanos de fórmula geral

Rx-Si-A4-X (I) em que os grupos substituintes A podem ser idênticos ou diferentes e representar grupos hidroxilo ou grupos que se podem retirar da molécula por hidrólise, com a excepção de grupos metoxi, e em que os grupos substituintes R podem ser idênticos ou diferentes e não se podem de retirar da molécula por hidrólise e x assume os valores 0, 1, 2 ou 3, apresentado em pelo menos 50% da quantidade total de silanos um valor x > 1; em condições dos processos Sol-Gel com uma quantidade subestequiométrica de água relativamente aos grupos passíveis de sofrer uma hidrólise indicados em cima, com a formação de uma solução coloidal do nanocomposto, eventualmente seguida por hidrólise e condensação da solução coloidal do nanocomposto, antes da entrada em contacto com o substrato e, finalmente, pelo endurecimento. O substrato pode apresentar formas físicas variadas, que podem ser, por exemplo, partículas, flocos, fibras, fitas, tapetes, folhas, placas ou blocos, e apresentar uma estrutura laminada ou um corpo da forma pretendida. 2 \JLÁ

Também o nanocomposto se pode encontrar em várias formas de distribuição. Por exemplo, o nanocomposto pode ser usado para realizar uma cobertura continua ou revestimento do substrato, na totalidade ou de forma parcial, ou ser aplicado de modo a formar lâminas entre vários substratos. Em alternativa, o nanocomposto pode ser usado descontinuamente ou apenas em locais de contacto entre vários substratos e, por exemplo, ser usado em mistura com as partículas, flocos ou fibras do substrato, como ligante, como por exemplo no caso de materiais isolantes.

Como materiais de substrato para os materiais compostos de acordo com a invenção são apropriados substratos com base em matérias vegetais, em particular fibras vegetais, matérias primas de fibras vegetais ou produtos da transformação de fibras vegetais, com a excepção de madeira.

Exemplos de materiais adequados como substrato são fibras naturais, por exemplo, fibras de sementes como o algodão; fibras da parede dos frutos como a sumaúma; fibras retiradas dos caules como o linho, o cânhamo, a juta ou a ráfia; e fibras duras como o sisal ou a fibra de coco. Matérias primas de fibras vegetais apropriadas são, por exemplo, juncos e palha de arroz ou de cereais. Produtos da transformação de fibras vegetais são, por exemplo, feixes de fibras, fios, cordas, cabos, fios retorcidos e linhas, assim como produtos semi-acabados como tecidos, tricotados, malhas, trançado de fios, têxteis, matérias não-tecidas, feltros, tapetes e esteiras. O nanocomposto a utilizar de acordo com a invenção é produzido pela modificação superficial de partículas inorgânicas coloidais (a) com um ou mais silanos (b), eventualmente na presença de outros aditivos (c) nas condições de um processo Sol-Gel.

As características de um processo Sol-Gel encontram-se descritas em C.J. Brinker, G.W. Schcrcr: “Sol-Gel Science — The Physics and Chemistry of Sol-Gel-Processing”, Academic Press, Boston, San Diego, Nova Iorque, Sydney (1990) e nas DE 1941191, DE 3719339, DE 4020316 e DE 4217432. 3 / f i

As publicações referidas contêm também exemplos específicos dos silanos que se podem utilizar de acordo com a invenção (b) bem como dos grupos substituintes que se podem retirar por hidrólise A e dos grupos substituintes que não se podem retirar por hidrólise B.

Exemplos privilegiados dos grupos que se podem retirar por hidrólise A são o hidrogénio, halogéneos (F, Cl, Br e I, em particular Cl e Br), grupos alcoxi (em particular C2-4-alcoxi, como por exemplo etoxi, n-propoxi, i-propoxi e butoxi), ariloxi (em particular Cg.io-ariloxi, por exemplo fenoxi), alcariloxi (por exemplo benziloxi), aciloxi (em particular Ci^-aciloxi, como por exemplo acetoxi e propioniloxi) e alquilcarbonilo (por exemplo acetilo). Grupos substituintes A igualmente apropriados são grupos amina (por exemplo grupos mono- ou di-alquil-, -aril- e -aralquilamina com os substituintes alquilo, arilo e aralquilo referidos em cima), grupos amida (por exemplo benzamida) e grupos aldoxima e cetoxima. Dois ou três grupos substituintes A podem também formar em conjunto um grupo em complexo com o átomo de Si, como acontece, por exemplo, nos compostos Si-poliol derivados de glicol, glicerina ou catecol. Grupos substituintes A particularmente adequados são os grupos C2-4-aIcoxi, em particular etoxi. Os grupos metoxi são menos apropriados para os fins a que se destina a invenção, visto que são demasiado reactivos (que resulta num encurtamento do tempo de actividade com a solução coloidal do nanocomposto) e podem conduzir à formação de nanocompostos ou materais compostos com uma flexibilidade insuficiente.

Os grupos substituintes que se podem hidrolisar A, referidos em cima, podem eventualmente ter um ou mais substituintes habituais, por exemplo, átomos de halogéneo ou grupos alcoxi.

Os grupos substituintes que não se podem retirar da molécula por hidrólise R são escolhidos, com vantagem, entre os grupos alquilo (em particular grupos Ci-4-alquilos como metilo, etilo, propilo e butilo), alcenilo (em particular C24-alcenilos como, por exemplo, vinilo, 1-propenilo, 2-propenilo e butenilo), alcinilo (em particular C2-4-alcinilos como acetilenilo e 0 propargilo), arilo (em particular C6-io-arilos como, por exemplo, fenilo e naftiln) e os grupos alcarilo e arilalquilo correspondentes. Também 4

\JLÁ^ estes grupos podem, eventualmente, possuir um ou mais substituintes habituais, exemplo, halogéneos ou grupos alcoxi, hidroxi, amino ou epoxi.

Os grupos alquilo, alcenilo e alcinilo acima referidos incluem os grupos substituintes cíclicos correspondentes como, por exemplo, ciclopropilo, ciclopentilo e ciclohexilo.

Grupos substituintes R particularmente apropriados são os grupos C| ^-alquilo, eventualmente substituídos, em particular metilo e etilo, e grupos C6-io-alquilo, em particular fenilo.

Na fórmula dada em cima (I) é ainda particularmente privilegiado um valor de x de 0, 1 ou 2, em particular os valores 0 ou 1. De preferência, pelo menos 60% e muito em particular pelo menos 70% dos silanos da fórmula (I) deverão apresentar um valor de x = 1. Em casos particulares, poderá ser ainda mais vantajosa a existência de pelo menos 80 ou até mais de 90 % (por exemplo 100%) dos silanos da fórmula (I) com um valor de x = 1.

Os materiais compostos de acordo com a invenção podem, por exemplo, ser preparados com metiltrietoxisilano puro (MTEOS) ou com uma mistura de MTEOS e de tetraetoxisilano (TEOS) como componente (b). O uso de silanos com um ou mais grupos substituintes R substituídos, foi especialmente indicada quando se pretendia conferir ao material composto propriedades especiais. Por exemplo, a introdução de átomos de flúor (por exemplo na forma de grupos substituintes alifáticos substituídos (em especial grupos alquilo) resulta na obtenção de um material composto com propriedades repelentes à água, sujidade, ao pó e ao óleo.

Exemplos concretos de silanos da fórmula geral (I) são os compostos das seguintes fórmulas:

Figura 1 5

Estes silanos podem ser produzidos de acordo com métodos conhecidos; consultar W. Noll, “Chemie und Technologie der Silicone”, Verlag Chemie GmbH,' Weinheim/Bergstrasse (1968).

Em relação aos componentes referidos em cima (a), (b) e (c), a proporção de componente (b) é, em geral, de 20 a 95, de preferência entre 40 e 90, e parliculanncntc indicado entre 70 e 90 %-massa, expresso como polisiloxano da fórmula Rx-SiO(2-o, 5x) > que resulta da condensação.

Os silanos a utilizar de acordo com a invenção da fórmula geral (I) podem encontrar-se, em parte ou na totalidade, sob a forma de pré-condensados, ou seja na forma de compostos que se produziram pela hidrólise parcial de silanos da fórmula (I), tanto na forma pura como em misturas com outros compostos susceptíveis de hidrólise. Estes oligómeros, que de preferência são solúveis no meio reagente, podem ser condensados parciais de baixo peso molecular, lineares ou cíclicos (poliorganosiloxanos), apresentando um grau de condensação que se situa entre aproximadamente 2 elOO, em particular entre 2 a 6. A quantidade de água a ser utilizada para a hidrólise e condensação dos silanos da fórmula (I) é, com vantagem, entre 0,1 a 0,9, sendo particularmente apropriadas quantidades entre 0,25 e 0,75 moles de água por mole dos grupos existentes susceptíveis de hidrólise. Frequentemente, são obtidos resultados particularmente bons, quando se usam 0,35 a 0,45 moles de água por mole dos grupos existentes susceptíveis de hidrólise.

Exemplos especiais de partículas inorgânicas coloidais (a) são soluções coloidais e pós potássicos dispersáveis com dimensão de partículas da ordem dos nanómetros (tamanho de partículas de preferência até aos 300, em particular até aos 100 nm e muito especialmente apropriado até aos 50 nm) de S1O2, T1O2, Zr02, AI2O3, Y2O3, CeC>2, SnC>2, ZnO, óxidos de ferro ou carbono (fuligem e grafite), em particular de S1O2. 6 VA-θα A proporção de componente (a), em relação aos componentes (a), (b) e (c), encont®-se, habitualmente, entre os 5 e os 60, de preferência entre os 10 e os 40, e particularmente apropriado entre os 10 e os 20%-massa.

Para a preparação dos nanocompostos podem ser usados como componentes eventuais (c) outros aditivos, em quantidades que podem ir até aos 20%-massa, com vantagem até aos 10 e, de preferência, até aos 5%-massa como, por exemplo, catalisadores do endurecimento como sais de metais e óxidos de metais (por exemplo alcóxidos de alumínio, titânio e zircónio), agentes aglutinantes orgânicos como álcool polivinílico, poliacetato de vinilo, amidos, polietilenoglicol e goma arábica, pigmentos, corantes, produtos ingnífugos, compostos e elementos vitrificantes (por exemplo ácido bórico, ésteres do ácido bórico, metilato de sódio, acetato de potássio, sec-butilato de alumínio, etc.), agentes protectores contra a corrosão e agentes auxiliares de revestimento. A utilização de agentes aglutinantes é menos apropriada de acordo com a invenção. A hidrólise e condensação é efectuada em condições sol-gel, na presença de catalisadores da condensação ácidos (por exemplo ácido clorídrico), a valores de pH de preferência entre 1 e 2, até que se forma uma solução coloidal viscosa. Não se usa, de preferência, qualquer solvente adicional para além do solvente que se forma durante a hidrólise dos grupos alcoxi. Caso seja desejado, podem ser utilizados, porém, por exemplo solventes alcoólicos como o etanol, ou outros solventes polares, com ou sem protões livres como tetrahidrofurano, dioxano, dimetilformamida e butilglicol.

Para preparar uma morfologia de partículas e uma viscosidade da solução coloidal vantajosas, submete-se a solução coloidal do nanocomposto obtida a mais um determinado passo após a reacção, no qual a mistura de reagentes é aquecida durante vários dias a temperaturas entre os 40 e os 120 °C. Particularmente vantajoso é o armazenamento durante um dia à temperatura ambiente ou um aquecimento durante várias horas a temperaturas entre os 60 e os 80 °C. Desta forma obtém-se uma solução coloidal de nanocomposto com uma viscosidade de preferência entre 5 e 500 mPas, com vantagem entre 10 e 50 mPas. É evidente que a viscosidade da solução coloidal também pode ser regulada para os valores apropriados para a aplicação específicas, pela adição de solventes ou pela eliminação de produtos secundários da reacção (por exemplo álcoois). O passo posterior à reacção também pode ser encadeado, com vantagem, a uma redução da quantidade do solvente. A proporção de massa do nanocomposto no material composto é, com vantagem, de 0,1 a 80, de preferência entre 1 e 40 e, particularmente apropriada, entre 1 e 20 %-massa. A junção do substrato e nanocomposto, ou seja, da solução coloidal do nanocomposto, é efectuada após pelo menos uma hidrólise incipiente do componente (b) e, em qualquer dos casos, antes do endurecimento final. De preferência, a solução coloidal do nanocomposto é activada, antes de entrar em contacto com o substrato, através da adição de uma quantidade adicional de água. A entrada em contacto dos componentes pode ser efectuada de acordo com qualquer procedimento conhecido pelos peritos, que faça sentido para o fim a que se destina, por exemplo misturando-se simplesmente o substrato e a solução coloidal do nanocomposto, imersão, pulverização, raspagem, injecção, centrifugação, fundição, revestimento, escovagem, etc. respectivamente com a solução coloidal do nanocomposto. Para melhorar a aderência do substrato ao nanocomposto, é possível, em certos casos, demonstrar-se útil um tratamento prévio habitual da superfície do substrato, ou seja a aplicação de um passo prévio antes da entrada em contacto com o nanocomposto, por exemplo descarga em coroa, desengordurar, tratamento com subcapas como aminosilanos, epoxisilanos, gomagem com amidos ou siliconas, formadores de complexos, agentes tensioactivos, etc. O endurecimento final pode ser precedido por uma fase de secagem à temperatura ambiente ou a uma temperatura ligeiramente elevada (por exemplo até aos 50°C). O endurecimento propriamente dito ou um pré-endurecimento pode ser efectuado à temperatura ambiente, mas é efectuado com vantagem através de um tratamento térmico

I

a temperaturas superiores a 50°C, de preferência superiores a 100°C e, com especial· vantagem, a 150°C ou temperaturas superiores. Os tempos de endurecimento habituais são de minutos a horas, por exemplo de 2 a 30 minutos.

Para além do endurecimento térmico convencional (realizado, por exemplo, em estufas com circulação de ar), podem ser também usados outros métodos de endurecimento, por exemplo o endurecimento fotoquímico (UV-VIS), o endurecimento por feixe de electrões, Rapid Annealing e endurecimento com infravermelhos e feixes laser.

Antes do endurecimento, o material composto preparado pode, eventualmente, ser ainda cortado à medida ou pode ainda ser-lhe dada uma forma. É também objecto da invenção a aplicação do nanocomposto referido em cima no revestimento e/ou consolidação dos substratos referidos em cima. O termo “consolidação” significa, aqui, todas as medidas apropriadas à preparação do substrato numa forma mais adensada, quer dizer mais compactada, e abrange assim, por exemplo, a impregnação do substrato com o nanocomposto, a inserção do substrato numa matriz do nanocomposto ou a colagem, isto é, a ligação de substratos ou bocados de substrato com o nanocomposto. O termo “revestimento” significa, em particular, uma cobertura parcial ou total de um substrato com um nanocomposto, de modo a conferir a esse substrato ou às suas partes características particulares como, por exemplo, resistência à oxidação, qualidades ingnífugas, hidrofóbicas, oleofóbicas, dureza, impermeabilidade, isolamento eléctrico ou térmico. A invenção relaciona-se em particular com componentes de construção leve da matéria composta que são isolantes acústicas ou do calor, por exemplo, pilhas de palhas coladas com o nanocomposto e cortadas à medida. Neste caso, o material composto pode ser tambcm cventualmente laminado com outros materiais preferidos, por exemplo contraplacado, fibras de madeira, fibras duras ou placas de poliestirol. O material composto pode também ser aplicado entre duas ou mais camadas de laminado dos tipos atrás referidos. Estes tipos de componentes de construção leve sobressaem pela 9 estabilidade à pressão relativamente elevada e boa resistência às chamas (proprieda autoextintoras).

Os exemplos que se seguem destinam-se a esclarecer melhor a presente invenção.

Nos exemplos que se seguem a solução coloidal silícica aplicada foi uma solução coloidal aquosa da firma BAYER (“Levasil 300/30") com um conteúdo em sólidos de 30%-massa e tamanhos de partículas de 7 a 10 nm. Nos exemplos usam-se as seguintes abreviaturas: MTEOS = metiltrietoxisilano TEOS = tetraetoxisilano PTEOS = feniltrietoxisilano ETEOS = etiltrietoxisilano EXEMPLO 1

1. Preparação do agente aglutinante Standard A 655 g de MTEOS e 191 g de TEOS são colocados num balão e a mistura é posta a reagir, sujeita a agitação intensa, com 142 g de solução aquosa coloidal silícica, adicionando-se imediatamente 9 ml de H2SO4 (40%-massa). Depois de aproximadamente 1 minuto de agitação intensiva, desencadeia-se uma reacção exotérmica (aquecimento para cerca de 60°C). Antes dos passos seguintes da preparação, a dispersão é armazenada durante a noite, para maturação, ou é cozida durante 1 hora sob refluxo.

2. Preparação do agente aglutinante Standard B 612 g de MTEOS e 181 g de TEOS são colocados num balão e a mistura é posta a reagir, sujeita a agitação intensa, com 185 g de solução aquosa coloidal silícica (“Levasil 50/50”; sólidos S1O2 50%-massa da BAYER), adicionando-se imediatamente 10,3 ml de H2SO4 (40%-massa). Depois de aproximadamente 1 minuto de agitação intensiva, desencadeia-se uma reacção exotérmica (aquecimento para cerca de 60°C). 10

Antes dos passos seguintes da preparação, a dispersão é armazenada durante a noite, para maturação, ou é cozida durante 1 hora sob refluxo.

3. Preparação do agente aglutinante Standard C 463 g de MTEOS e 180 g de TEOS e 128 g de dimetildietoxisilano são colocados num balão e a mistura é posta a reagir, sujeita a agitação intensa, com 267 g de solução aquosa coloidal silícica, adicionando-se imediatamente 6,06 ml de HC1 (37%-massa). Depois de aproximadamente 1 minuto de agitação intensiva, desencadeia-se uma reacção exotérmica (aquecimento para cerca de 60°C). A dispersão pode ser utilizada directamente logo após o arrefecimento para a temperatura ambiente. EXEMPLO 2

Preparação de material composto a partir de tecido de rami 100 g de agente aglutinante Standard A são postos a reagir (activados) com 5,2 ml de água e depois neutraliza-se o valor do pH, de aproximadamente 3-4, com 1,4 ml de solução de metanolato de sódio (21%-massa) em etanol. O tecido de rami (gramatura = 228 g/m2, 42 cm x 42 cm) é embebido com esta dispersão aglutinante e espremida por meio de um foulard. As camadas simples de tecido de rami são pré-secas numa estufa de secagem, durante 3 horas, a 120°C. Para a preparação do material composto de várias camadas, as camadas simples de tecido de rami, já secas, são novamente embebidas com o agente aglutinante Standard A, colocadas umas sobre as outras, evitando-se a formação de dobras, entre placas de aço inoxidável tratadas com spray de teflon, e prensadas numa prensa com placas aquecidas a 120°C, e uma pressão de prensagem de 5 kPa, 30 minutos sob pressão atmosférica reduzida (550 mbar). Durante o processo de prensagem, a pressão é elevada, passados 20 minutos, de 5 kPa para 10 kPa, que é mantida nos 15 minutos seguintes. De acordo com este procedimento, podem ser preparados materiais compostos de tecido de rami, com várias camadas. EXEMPLO 3

Preparação de material composto a partir de tecido de juta 100 g de agente aglutinante Standard A são neutralizados e activados com solução aquosa de soda cáustica (120 mg de NaOH em 5,2 ml de água). O tecido de juta 11

espremida por meio de um foulard. As camadas simples de tecido de juta sao pré-secas numa estufa de secagem, durante 3 horas, a 120°C. Para a preparação do material composto de várias camadas, as camadas simples de juta, já secas, são novamente embebidas com o agente aglutinante Standard A activado e neutralizado, colocadas umas sobre as outras, evitando-se a formação de dobras, entre placas de aço inoxidável tratadas com spray de teflon, e prensadas durante 30 minutos numa prensa com placas aquecidas a 120°C, a uma pressão de 5 kPa, sob pressão atmosférica reduzida (550 mbar). Durante o processo de prensagem, a pressão é elevada, passados 20 minutos, de 5 kPa para 10 kPa, que é mantida nos 15 minutos seguintes. De acordo com este procedimento, podem ser preparados materiais compostos de tecido de juta, com várias camadas. EXEMPLO 4

Preparação de material composto de palha

Adicionam-se gota a gota 520 ml de água a 10 kg de agente aglutinante Standard A, submetido a agitação intensa, e agita-se durante aproximadamente 10 minutos. Depois desta operação, mergulham-se palhas com 30 cm de comprimento na dispersão de agente aglutinante e deixam-se escorrer. Tem-se o cuidado de deixar escorrer completamente a dispersão de agente aglutinante de dentro das palhas. Depois de escorridas, as palhas são colocadas, paralelas umas às outras, numa prensa, de modo a formarem um paralelepípedo de aproximadamente 30 cm x 40 cm x 50 cm e prensadas umas contra as outras. Para que fiquem coladas, o bloco é seco numa estufa de secagem com ventilação, durante 12h a 140°C. As palhas coladas na forma de paralelepípedo podem ser cortadas e podem ser serradas em placas da espessura desejada.

As placas de palhas obtidas podem ser laminadas com os materiais preferidos. Por exemplo, uma placa serrada com 1 cm de espessura foi laminada entre 2 placas de contraplacado de 3 mm de espessura sobre as quais se tinha espalhado agente aglutinante Standard B, e seca numa prensa com placas aquecidas durante 5h a 140°C. O material composto assim obtido é auto-extintor e apresenta uma estabilidade à pressão de 4 Toneladas/cm2. 12 EXEMPLO 5

Uma solução coloidal preparada a partir de 47,9 ml de MTEOS, 17,9 ml de TEOS, 15,4 ml de ETEOS bem como de 16,4 ml de solução coloidal silícica e 0,48 ml de ácido clorídrico concentrado é diluída, 15 minutos após a sua preparação, com etanol, de modo a obter-se um conteúdo de sólidos de 3%-massa. Em seguida, embebe-se com este produto tecido de algodão com uma gramagem de 50 g/m2, que por fim é espremido entre dois cilindros de borracha. Depois de uma secagem de 20 minutos a 100°C, obtém-se um tecido impregnado com um toque rijo. A impregnação não é retirada mesmo após várias lavagens. EXEMPLO 6

Procede-se da mesma forma que no exemplo 5 com a excepção de que se acrescenta 1% de fluorsilano (tridecafluoro-l,l,2,2-tetrahidrooctil-l-trietoxisilano) 5 minutos antes da diluição, e que na diluição se obtém um conteúdo de sólidos de 1,5 %-massa. O tecido de algodão fica repelente da sujidade e de água/óleo, mantendo um toque macio. A impregnação não é retirada mesmo após várias lavagens do tecido.

Lisboa, 1 1 MAIO 2001

Dra. Maria Silvina Ferreira

Agente Oficiai de FrsfíVbde Industrial R. Castilho, 50-5! r uci) -163 LISBOA Telefs. 213 851339 - 213Ô1SQ50

Claims

1

1 Material composto caracterizado por um substrato com base em matérias vegetais, em particular fibras vegetais, matérias primas de fibras vegetais ou produtos da transformação de fibras vegetais, e por um nanocomposto que se encontra em contacto funcional com o substrato, obtido através da modificação superficial de a) partículas inorgânicas coloidais b) um ou mais silanos de fórmula geral Rx-Si-A4-X (I) em que os grupos substituintes A podem ser idênticos ou diferentes e representar grupos hidroxilo ou grupos que se podem retirar da molécula por hidrólise, com a excepção de grupos metoxi, e em que os grupos substituintes R podem ser idênticos ou diferentes e não se podem de retirar da molécula por hidrólise e x assume os valores 0, 1, 2 ou 3, apresentado em pelo menos 50% da quantidade total de silanos um valor x > 1; em condições dos processos Sol-Gel com uma quantidade subestequiométrica de água relativamente aos grupos passíveis de sofrer uma hidrólise dados em cima, com a formação de uma solução coloidal do nanocomposto, eventualmente seguida por hidrólise e condensação da solução coloidal do nanocomposto, antes da entrada em contacto com o substrato e endurecimento final.

2. Material composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a modificação superficial ser feita na presença de um catalisador de condensação ácido, a um valor de. pH de 1 a 2.

3. Material composto de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de a solução coloidal de nanocomposto ser submetida a uma segunda reacção a temperaturas entre a temperatura ambiente e os 120°C. 2

i

4. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de as partículas inorgânicas coloidais (a) serem escolhidas a partir de soluções coloidais e pós potássicos dispersáveis com dimensão de partículas da ordem dos nanómetros de Si02, Ti02, Zr02, Α12θ3, Y2O3, Ce02, Sn02, ZnO, óxidos de ferro ou carbono.

5. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela utilização de outros aditivos (c) para a preparação da solução coloidal do nanocomposto, por exemplo, catalisadores do endurecimento, agentes aglutinantes orgânicos, pigmentos, corantes, aditivos ingnífugos, compostos e elementos vitrificantes, agentes protectores contra a corrosão e agentes auxiliares de revestimento.

6. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela utilização de 5 a 60, de preferência 10 a 40 e com particular vantagem 10 a 20 %-massa do componente (a) na preparação do nanocomposto.

7. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela utilização de 20 a 95, de preferência 40 a 90 e com particular vantagem 70 a 90 %-massa do componente (b), expressos como polisiloxano da fórmula: RxSiO(2.o,5X), na preparação do nanocomposto.

8. Material composto de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pela utilização de não mais de 20, de preferência não mais de 10 e com particular vantagem não mais de 5 %-massa de outros aditivos (c) na preparação do nanocomposto.

9. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de a modificação da superfície ser realizada com 0,1 a 0,9, de preferência 0,25 a 0,75 moles de água por mole dos grupos passíveis de sofrer hidrólise existentes.

10. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo conteúdo de massa do nanocomposto ser entre 0,1 a 80, de preferência entre 1 e 40 e com particular vantagem entre 1 e 20 %-massa. 3 3

11. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pçlo endurecimento térmico, com vantagem a temperaturas entre os 50°C e os 300°C.

12. Material composto de acordo com uma das reivindicações 1 a 11 na forma de um substrato coberto pelo nanocomposto, um tecido impregnado com o nanocomposto ou um material de construção leve do material substrato consolidado com o nanocomposto entre duas camadas laminadas.

13. Utilização de um nanocomposto definido nas reivindicações 1 a 11 para cobertura e/ou consolidação de um substrato com base em materiais vegetais, em particular fibras vegetais, matérias primas de fibras vegetais ou produtos da transformação de fibras vegetais. Lisboa, 1 1 MAIO 2001

Dra. Maria Silvina Ferreira Agente Oficial de Prc:rV'iode Industrial R. Castilho. 50 - 5’ - 12ο9 -163 LISBOA Teleís. 213 851339 - 2138150 50