ES2279385T3

ES2279385T3 - Capa antiadherente resistente a alta temperatura.

Info

Publication number: ES2279385T3
Application number: ES04739816T
Authority: ES
Inventors: Mesut Aslan; Robert Drumm; Klaus Endres; Hareesh Nair; Bernd Reinhard; Helmut Schmidt
Original assignee: INM Leibniz Institut fuer Neue Materialien Ggmbh
Current assignee: INM Leibniz Institut fuer Neue Materialien Ggmbh
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: JP2007526834A; PL1633822T3; ATE352593T1; US20060159909A1; CN100572462C; WO2004110671A2; US7858195B2; DE502004002785D1; KR20060061298A; JP4646906B2; DE10326815A1; CN1806020A; EP1633822A2; WO2004110671A3; EP1633822B1; KR101083951B1

Abstract

Sustrato con un recubrimiento antiadherente, que se obtiene mediante aplicación y endurecimiento de una composición de recubrimiento sobre un sustrato, comprendiendo dicha composición de recubrimiento: a) partículas sólidas de un agente separador, a excepción de nitruro de boro, y b) un aglutinante que contiene partículas de sólidos a nanoescala, cuya superficie ha sido modificada.

Description

Capa antiadherente resistente a alta temperatura.

La invención se refiere a un sustrato con un recubrimiento antiadherente basado en una composición de recubrimiento que comprende a) partículas sólidas de un agente separador, a excepción de nitruro de boro, y b) un aglutinante que contiene partículas de sólidos a nanoescala, cuya superficie ha sido modificada.

Los recubrimientos antiadherentes resistentes a altas temperaturas tienen una gran importancia en las aplicaciones técnicas. Según el estado de la técnica, se conocen materiales que presentan estas propiedades antiadherentes. A menudo, se trata de materiales con una marcada estructura laminar y propiedades electrónicas especiales tal como el grafito, pero también determinados sulfuros tal como el sulfuro de wolframio o de molibdeno. Sin embargo, la aplicación de estos materiales sobre las superficies resulta muy difícil ya que, por ejemplo, el grafito no puede ser precipitado sobre superficies, o solamente con gran dificultad. Una solución consiste en la utilización de aglutinantes capaces de ligar, por ejemplo, partículas de grafito, de manera que éstas quedan fijamente adheridas a las superficies. Debido a las propiedades antiadherentes del grafito, esto sólo es posible, por norma general, con la ayuda de polímeros orgánicos, los cuales, sin embargo, no son estables a altas temperaturas.

En el documento WO 02/090474 se describe la composición de un recubrimiento sobre un sustrato basado en (a) partículas sólidas de un lubricante de tipo cera y (b) partículas de resina sólida.

El objetivo de la invención es dar a conocer recubrimientos antiadherentes que permanezcan estables, incluso a altas temperaturas. Este problema se ha resuelto de forma sorprendente mediante un aglutinante, que comprende partículas de sólidos a nanoescala modificadas en su superficie. Por consiguiente, la presente invención se refiere a un sustrato dotado de un recubrimiento antiadherente, que se obtiene mediante aplicación y endurecimiento de una composición de recubrimiento sobre un sustrato, comprendiendo dicha composición de recubrimiento:

a) partículas sólidas de un agente separador, a excepción de nitruro de boro, y

b) un agente aglutinante que comprende partículas de sólidos a nanoescala, modificadas en su superficie.

El efecto sorprendente, en esta situación, es que las partículas de sólidos a nanoescala, modificadas en su superficie (en adelante, a las partículas de sólidos a nanoescala se les llamará también nanopartículas), pueden desarrollar un efecto adhesivo frente a superficies muy homopolares como, por ejemplo, la del grafito, así como también frente a superficies polares, por ejemplo, un sustrato. Muestran un carácter marcadamente bifuncional.

Debido a este carácter bifuncional es posible producir suspensiones de grafito u otras partículas separadoras en disolventes orgánicos, pero también en sistemas acuosos, y utilizar éstas como composiciones de recubrimiento sobre diferentes materiales de sustrato tal como metales, vidrio y cerámica. Asimismo, es posible realizar los recubrimientos sobre materiales plásticos, sin embargo, su aplicación a altas temperaturas, evidentemente, sólo es posible dentro del marco de la termorresistencia del sustrato que, casi siempre, es limitada.

También es sorprendente que el efecto antiadherente del agente separador permanezca intacto en recubrimientos de este tipo, es decir, que las partes del separador que están dirigidas hacia la atmósfera, por ejemplo, las de grafito, no sean recubiertas completamente por el aglutinante.

A continuación, se describe la invención detalladamente.

La composición de recubrimiento utilizada, de acuerdo con la invención, comprende partículas sólidas de un agente separador, a excepción de nitruro de boro (en adelante también denominadas partículas separadoras). Naturalmente, también se pueden utilizar mezclas de diferentes partículas separadoras. Los agentes separadores son sustancias que pueden disminuir las fuerzas de adhesión entre superficies adyacentes. Agentes separadores sólidos se utilizan frecuentemente en forma de partículas o materiales en polvo. Los expertos conocen los materiales utilizados a tal efecto. A veces, a los agentes separadores se les denomina también lubrificantes. Esquemas generales se encuentran en "Römpp, Chemielexikon" (Diccionario de química), 9ª edición, Georg Thieme Verlag, 1992, p. 4690-4691, y en "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie" (Enciclopedia Ullmann de Ingeniería química), 4ª edición, Verlag Chemie 1981, tomo 20, páginas 457-672.

Las partículas separadoras son, preferentemente, partículas inorgánicas, pero también son apropiados los agentes separadores orgánicos tal como las ftalocianinas libres de metal o los colorantes de indantreno. Ventajosamente, se utilizan materiales que presentan una estructura reticular en capas, pero también son apropiados otros agentes separadores tal como el borax o el óxido de plomo-óxido de cinc.

Algunos ejemplos para agentes separadores adecuados con estructura reticular en capas son, por ejemplo, grafito, compuestos de grafito tal como grafito fluorado, mica, talco, sulfuros, seleniuros, telururos, cloruro de cadmio, yoduro de plomo, cloruro de cobalto y sulfato de plata. Muy preferentes son grafito, compuestos de grafito y sulfuros, seleniuros y telururos metálicos o de metales pesados tal como, por ejemplo, MoS_{2}, WS_{2}, WSe_{2}, NbS_{2}, NbSe_{2}, TaS_{2}, TaSe_{2}, AsSbS_{4} ó AsAsS_{4}.

Las partículas separadoras presentan generalmente un diámetro medio inferior a 100 \mum, preferentemente inferior a 30 \mum y, muy preferentemente, inferior a 10 \mum. El diámetro medio de las partículas se refiere, en este caso e igualmente en indicaciones posteriores, al volumen medio determinado, utilizándose para la determinación de las distribuciones en un rango de granulometría de 1 a 2.000 \mum un procedimiento mediante difracción de láser (evaluación según Mie) y en un rango de 3,5 nm a 3 \mum un analizador de partículas ultrafinas UPA (Ultrafine Particle Analyzer, Leeds Northrup (laser-óptico)). En la zona de coincidencia de 1 a 3 \mum, en este caso, se hace referencia a las mediciones mediante UPA.

La parte de partículas separadoras referida al peso total del recubrimiento después del endurecimiento (producto acabado) oscila habitualmente entre el 5 y el 95% en peso, preferentemente entre el 20 y el 80% en peso y, muy preferentemente, entre el 30 y el 70% en peso. Las partículas separadoras son empleadas en forma de dispersión dentro de un disolvente, o bien son añadidas en forma de polvos al aglutinante.

La composición de recubrimiento contiene como componente aglutinante partículas de sólidos a nanoescala, que han sido modificadas en su superficie. Se ha demostrado que con este aglutinante las partículas separadoras pueden ser ligadas a las superficies de forma duradera y termoestable. Según una realización ventajosa, como aglutinante se utiliza un nanocompuesto que contiene nanopartículas modificadas en su superficie, especialmente, en forma de un sol. Un nanocompuesto o un sol nanocompuesto consiste en una mezcla de partículas de sólidos a nanoescala con policondensados inorgánicos, modificados inorgánica u orgánicamente, o sus precursores, que han sido preparados, preferentemente, según la técnica sol-gel. El policondensado inorgánico, modificado orgánicamente, o su precursor pueden ser polisiloxano inorgánico, modificado orgánicamente o su precursor. En la composición de recubrimiento el aglutinante constituido por nanopartículas o nanocompuestos está presente, habitualmente, en forma de un sol o una dispersión. En la capa endurecida constituye un formador de matriz.

Los nanocompuestos se pueden obtener mezclando simplemente un policondensado o su precursor, que se obtiene preferentemente a partir de compuestos de partida hidrolizables según la técnica sol-gel, con partículas de sólidos a nanoescala, modificadas en su superficie. Sin embargo, la formación de los policondensados o de sus precursores a partir de compuestos de partida hidrolizables según la técnica sol-gel se lleva a cabo, preferentemente, en presencia de nanopartículas, ya que en esta situación las nanopartículas también son modificadas en su superficie por los compuestos de partida hidrolizables. En este procedimiento se utiliza habitualmente nanopartículas no modificadas en su superficie, ya que durante la formación del policondensado o de un precursor se produce una modificación superficial; pero es posible también utilizar nanopartículas, que ya han sido modificadas en su
superficie.

El aglutinante comprende nanopartículas modificadas en su superficie. Dichas nanopartículas son preferentemente inorgánicas. Las nanopartículas pueden ser de metal, incluyendo aleaciones metálicas o compuestos metálicos o semiconductores, pero también son concebibles las modificaciones de carbono tal como el hollín o el carbón activo. Muy preferentemente, las nanopartículas son óxidos u hollín. Se puede utilizar un tipo de partículas de sólidos a nanoescala o bien una mezcla de diferentes partículas de sólidos a nanoescala.

Las nanopartículas pueden estar formadas por cualquier compuesto metálico, incluyendo el término "metálico" en este caso el silicio y el boro. Algunos ejemplos son: óxidos (en su caso, hidratados) tal como ZnO, CdO, SiO_{2}, GeO_{2}, TiO_{2}, ZrO_{2}, CeO_{2}, SnO_{2}, Al_{2}O_{3} (especialmente boemita, AlO(OH), también hidróxido de aluminio), B_{2}O_{3}, In_{2}O_{3}, La_{2}O_{3}, Y_{2}O_{3}, óxidos de hierro (por ejemplo, Fe_{2}O_{3}, Fe_{3}O_{4}), Cu_{2}O, Ta_{2}O_{5}, Nb_{2}O_{5}, V_{2}O_{5}, MoO_{3} ó WO_{3}; otros chalcogenuros como, por ejemplo, sulfuros (por ejemplo, CdS, ZnS, PbS y Ag_{2}S), selenuros (por ejemplo, GaSe, CdSe y ZnSe) y telururos (por ejemplo, ZnTe ó CdTe); halogenuros tal como AgCl, AgBr, AgI, CuCl, CuBr, CdI_{2} y PbI_{2}; carburos tal como CdC_{2} ó SiC; arseniuros tal como AlAs, GaAs y GeAs; antimoniuros tal como InSb; nitruros tal como AlN, Si_{3}N_{4} y Ti_{3}N_{4}; fosfuros tal como GaP, InP, Zn_{3}P_{2} y Cd_{3}P_{2}; fosfatos, silicatos, zirconatos, aluminatos, estannatos y los respectivos óxidos mixtos (por ejemplo, óxidos estaño-metal tal como el óxido de indio-estaño (ITO), el óxido de antimonio-estaño (ATO), el óxido de estaño impurificado con fluor (FTO), Al_{2}O_{3} impurificado con Zn, pigmentos luminosos con compuestos que contienen Y ó Eu, espinelas, ferritas u óxidos mixtos con estructura de perovskita tal como BaTiO_{3} y PbTiO_{3}).

Las partículas de sólidos inorgánicos a nanoescala son, preferentemente, un óxido o un hidrato de óxido de Si, Ge, Al, B, Zn, Cd, Ti, Zr, Y, Ce, Sn, In, La, Fe, Cu, Ta, Nb, V, Mo ó W, muy preferentemente de Si, Al, Y, Ti y Zr. Muy preferentemente se utilizan óxidos o hidratos de óxido. Las partículas de sólidos inorgánicos a nanoescala son, preferentemente, SiO_{2}, TiO_{2}, ZrO_{2}, Al_{2}O_{3}, AIO(OH), Ta_{2}O_{5}, Y_{2}O_{3}, CeO_{2}, ZnO, SnO_{2}, óxidos de hierro, siendo preferentes SiO_{2}, TiO_{2}, ZrO_{2}, Al_{2}O_{3} y AlOOH, y muy preferente SiO_{2}.

El contenido en nanopartículas es habitualmente menor del 90% en peso, preferentemente menos del 70% en peso y, muy preferentemente, menos del 60% en peso, referido al peso total del recubrimiento después del endurecimiento térmico (producto acabado) y, en casos especiales, puede representar incluso menos del 10% en peso. Dado que el contenido en agente separador puede variar mucho, también varía el contenido en nanopartículas. En la composición de recubrimiento el contenido en nanopartículas referido al contenido en sólidos, excepto partículas de sólidos, puede representar, por ejemplo, como mínimo el 5% en peso.

La preparación de estas partículas a nanoescala se puede realizar del modo habitual, por ejemplo, mediante pirolisis por llama, técnicas de plasma, técnicas coloidales, procesos sol-gel, procesos de germinación y crecimiento controlados, procesos MOCVD y procesos de emulsión. Estos métodos están descritos detalladamente en la literatura. El proceso sol-gel se describirá, a continuación, con más detalle.

Las partículas basadas en ZrO_{2} ó Al_{2}O_{3} se pueden preparar, por ejemplo, a partir de precursores de óxido de circonio tal como alcóxidos de circonio, sales de circonio o compuestos de circonio complexados o de sales y alcóxidos de aluminio. También se pueden utilizar partículas coloidales de ZrO_{2} (estabilizadas o no), disponibles en el comercio, o bien partículas de Al_{2}O_{3} ó AlO(OH) a nanoescala en forma de soles o polvos.

De forma análoga, se pueden preparar partículas de SiO_{2} a partir de silanos hidrolizables (por ejemplo, según la fórmula (I) indicada más adelante)). Ejemplos para dispersiones disponibles en el comercio son el sol de sílice acuoso de Bayer AG (Levasile®), así como los soles coloidales de Nissan Chemicals (IPA-ST, MA-ST, MEK-ST, MIBK-ST). Materiales en polvo están disponibles, por ejemplo, los soles de sílice pirógenos de Degussa (productos Aerosil®).

Las partículas de sólidos a nanoescala tienen normalmente un diámetro de partícula medio por debajo de 500 nm, habitualmente no superior a 300 nm, preferentemente no superior a 100 nm y, en especial, no superior a 50 nm. Este material puede emplearse en forma de polvos, pero preferentemente se utiliza en forma de un sol o una suspensión.

La modificación superficial de partículas de sólidos a nanoescala es una técnica conocida que ha sido descrita, por ejemplo, por la solicitante en los documentos WO 93/21127 (DE 4212633) ó WO 96/31572. La preparación de partículas, modificadas en su superficie, de sólidos inorgánicos a nanoescala se puede llevar a cabo, en principio, por dos vías distintas: por un lado mediante la modificación superficial de partículas de sólidos inorgánicos a nanoescala ya preparadas y, por otro lado, mediante la elaboración de estas partículas de sólidos inorgánicos a nanoescala, utilizando un compuesto o varios compuestos que poseen los correspondientes grupos funcionales. Estas dos vías se explican detalladamente en las solicitudes de patente mencionadas anteriormente.

Como agente modificador de superficie, especialmente para la modificación superficial de partículas a nanoescala ya presentes, además de los ácidos inorgánicos u orgánicos, también resultan apropiados, preferentemente, compuestos orgánicos de bajo peso molecular o silanos hidrolizables de bajo paso molecular con, como mínimo, un grupo no hidrolizable, que pueden reaccionar y/o (como mínimo) interactuar con grupos que se encuentran en la superficie de las partículas de sólidos. Como grupos superficiales se encuentran sobre las nanopartículas, por ejemplo, grupos reactivos en forma de valencias residuales tal como grupos hidroxi o grupos oxi, por ejemplo, en óxidos metálicos, o grupos tiol y tio, por ejemplo, en sulfuros metálicos, o grupos amino, amida e imido, por ejemplo, en nitruros.

La modificación superficial de las partículas a nanoescala se puede llevar a cabo, por ejemplo, mezclando las partículas a nanoescala con agentes modificadores de superficie apropiados, que se detallan a continuación, dado el caso, en un disolvente y en presencia de un catalizador. Si el agente modificador de superficie es un silano, será suficiente, por ejemplo, agitarlo durante varias horas con las partículas a nanoescala a temperatura ambiente, a efectos de conseguir la modificación. Si se trata de ZrO_{2}, se utilizará preferentemente un ZrO_{2} estabilizado con itrio (Y-ZrO_{2}). Naturalmente, las condiciones útiles como, por ejemplo, la temperatura, las proporciones de cantidades y la duración de la transformación dependen, en cada caso, del reactivo específico y del grado de ocupación deseado.

Los agentes modificadores de superficie pueden formar, por ejemplo, tanto enlaces covalentes, como también iónicos (del tipo de sales) o enlaces de coordinación con la superficie de las partículas de sólidos a nanoescala, mientras que entre las meras interacciones se han de nombrar, a título de ejemplo, las interacciones dipolo-dipolo, los enlaces hidrogénicos y las interacciones de van der Waals. Es preferente la formación de enlaces covalentes, iónicos y/o de coordinación. Con enlace de coordinación se entiende la formación de un complejo. Entre el agente modificador de superficie y la partícula se puede producir, por ejemplo, una reacción ácido-base según Brönsted o Lewis, la formación de complejos o una esterificación.

Según la invención, también es preferente que el agente modificador de superficie tenga un peso molecular relativamente bajo. El peso molecular puede ser, por ejemplo, menos de 1.500, especialmente menos de 1.000 y, preferentemente, menos de 500 o 400, o incluso menos de 300. Por supuesto, esto no excluye que los compuestos tengan un peso molecular claramente más elevado (por ejemplo, hasta 2.000 y más).

Ejemplos para grupos funcionales de agentes modificadores de superficie, que sean aptos para ligarse a las nanopartículas, son grupos de ácido carboxílico, grupos anhídrido, grupos amida ácida, grupos amino (primario, secundario, terciario y cuaternario), grupos SiOH, restos hidrolizables de silanos (grupo SiX descrito más adelante en la fórmula (I)) y grupos ácidos C-H, por ejemplo, compuestos \beta-dicarbonilo. También pueden estar presentes varios de estos grupos simultáneamente en una molécula (por ejemplo, betaína, aminoácidos, EDTA).

Ejemplos para compuestos que se utilizan para la modificación superficial son ácidos monocarboxílicos y policarboxílicos saturados e insaturados (preferentemente ácidos monocarboxílicos), en su caso, sustituidos (por ejemplo, con hidroxi), que contienen entre 1 y 24 átomos de carbono (por ejemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico, ácido caproico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido cítrico, ácido adípico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido oxálico, ácido maleico y ácido fumárico), y ácidos monocarboxílicos que contienen entre 1 y 24 átomos de carbono y enlaces éter (por ejemplo, ácido metoxiacético, ácido dioxaheptánico y ácido 3,6,9-trioxadecánico), así como sus anhídridos, ésteres (preferentemente éster C_{1}-C_{4}-alquílico) y amidas, por ejemplo, metilmetacrilato.

Ejemplos para otros modificadores de superficie adecuados son sales de amonio cuaternario con la fórmula NR^{1}R^{2}
R^{3}R^{4+}X^{-}, en la que R^{1} hasta R^{4} representan grupos alifáticos, aromáticos o cicloalifáticos, en su caso, distintos entre si, que contienen preferentemente entre 1 y 12, en especial, entre 1 y 8 átomos de carbono tal como, por ejemplo, grupos alquilo con 1 a 12, especialmente, con 1 a 8 y, muy preferentemente, con 1 a 6 átomos de carbono (por ejemplo, metilo, etilo, n- e i-propilo, butilo o hexilo), y donde X^{-} representa un anión inorgánico u orgánico, por ejemplo, acetato, OH^{-}, Cl^{-}, Br^{-} o I^{-}; mono- y poliaminas, especialmente aquellas que tienen la fórmula general R_{3-n}NH_{n}, donde n = 0, 1 ó 2 y los restos R representan, independientemente entre sí, grupos alquilo con 1 a 12, en especial, 1 a 8 y, muy preferentemente, 1 a 6 átomos de carbono (por ejemplo, metilo, etilo, n- e i-propilo, butilo o hexilo) y etilenpoliaminas (por ejemplo, etilendiamina, dietilentriamina); aminoácidos, iminos; compuestos \beta-dicarbonílicos con 4 a 12, en especial, con 5 a 8 átomos de carbono como, por ejemplo, acetilacetona, 2,4-hexandión, 3,5-heptandión, ácido acetoacético y éster alquílico de C_{1}-C_{4}-ácido acetoacético tal como éster acetilacético; y silanos como, por ejemplo, los silanos hidrolizables con, como mínimo, un grupo no hidrolizable según la fórmula general (I) indicada más adelante, donde uno o varios grupos R pueden ser sustituidos también con un grupo funcional, por ejemplo, con un grupo (met)acrílico, epoxi (incluido glicidilo o glicidiloxi), tiol, carboxi, anhídrido de ácido carboxílico o
amino.

Los agentes modificadores de superficie puramente orgánicos que se utilizan preferentemente son ácidos monocarboxílicos, que contienen entre 1 y 24 átomos de carbono tal como, por ejemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, ácido caproico, ácido metacrílico, ácido cítrico, ácido esteárico, ácido metoxiacético, ácido dioxaheptánico y ácido 3,6,9-trioxadecánico, así como los anhídridos y las amidas de dichos ácidos y los compuestos \beta-dicarbonilo con 4 a 12, en especial, con 5 a 8 átomos de carbono, por ejemplo, dicetonas, tal como acetilacetona, 2,4-hexandión, ácido acetoacético y éster alquílico de C_{1-4}-ácido acetoacético tal como el éster acetilacético.

Para la preparación in situ de partículas de sólidos inorgánicos a nanoescala con grupos superficiales polimerizables o policondensables se hace referencia al documento WO 98/51747 (DE 19746885).

Tal como se mencionó anteriormente, de acuerdo con una realización ventajosa, el aglutinante comprende un nanocompuesto que contiene las nanopartículas en un policondensado o en un precursor del mismo, siendo el condensado producido preferentemente en presencia de las nanopartículas, de manera que los compuestos hidrolizables a partir de los que se forma el condensado también modifican las nanopartículas en su superficie.

La elaboración de los policondensados inorgánicos modificados inorgánica u orgánicamente o de sus precursores se lleva a cabo, preferentemente, según la técnica sol-gel mediante hidrólisis y condensación de los compuestos de partida hidrolizables (en especial, silanos hidrolizables según la fórmula (I) indicada más adelante). Como precursores se entienden, en este caso, sobre todo prehidrolizados y/o precondensados de los compuestos de partida hidrolizables que tienen un grado de condensación más bajo. En el proceso sol-gel los compuestos hidrolizables son hidrolizados con agua, en su caso, mediante calentamiento o por catálisis ácida o básica, y parcialmente condensados. Se pueden utilizar cantidades estequiométricas de agua, pero también cantidades inferiores o superiores. La viscosidad del sol, que se está formando, puede ajustarse al valor deseado para la composición mediante parámetros adecuados, por ejemplo, el grado de condensación, el disolvente o el valor pH. Otros detalles del proceso sol-gel están descritos, por ejemplo, en "Sol-Gel Science - The Physics and Chemistry of Sol-Gel-Processing" de C.J. Brinker, G.W. Scherer, Academic Press, Boston, San Diego, New York, Sydney (1990).

Tal como ya se ha comentado, la preparación de los policondensados o de sus precursores se lleva a cabo preferentemente en presencia de las nanopartículas. Por lo tanto, el nanocompuesto que contiene partículas de sólidos a nanoescala se obtiene preferentemente según la técnica sol-gel mediante la transformación de partículas de sólidos a nanoescala con un silano o varios silanos que presentan la siguiente fórmula general:

(I)R_{x}SiA_{(4-x)}

en la que los restos A son idénticos o distintos y representan grupos hidroxilo o grupos hidrolizables, los restos R son idénticos o distintos y representan grupos no hidrolizables, y x tiene el valor 0, 1, 2, 3, siendo preferentemente x \geq 1 en, como mínimo, el 50% de la cantidad de sustancia de los silanos. Las partículas de sólidos a nanoescala son modificadas en su superficie, especialmente, por la transformación con los silanos. Si se utilizan solamente silanos según la fórmula (I) con x = 0, se obtendrán nanocompuestos puramente inorgánicos, de lo contrario se obtendrán los nanocompuestos organo-inorgánicos preferentes.

En la fórmula general (I), los grupos hidrolizables A, que pueden ser idénticos o distintos entre sí, son, a título de ejemplo, hidrógeno, hidroxi o halógeno (F, Cl, Br ó I), alcoxi (preferentemente C_{1-6}-alcoxi como, por ejemplo, metoxi, etoxi, n-propoxi y butoxi), ariloxi (preferentemente C_{6-10}-ariloxi como por ejemplo fenoxi), alcariloxi (por ejemplo, benciloxi), aciloxi (preferentemente C_{1-6}-aciloxi como, por ejemplo, acetoxi o propioniloxi), alquilcarbonilo (preferentemente C_{2-7}-alquilcarbonilo como, por ejemplo, acetilo), amino, monoalquilamino o dialquilamino, que contienen preferentemente entre 1 y 12, en especial, entre 1 y 6 átomos de carbono. Los restos hidrolizables preferentes son halógeno, grupos alcoxi y grupos aciloxi. Los restos hidrolizables muy preferentes son grupos C_{2-4}-alcoxi, en especial etoxi. Los grupos A hidrolizables, que se han mencionado, pueden contener, en su caso, un sustituto o varios sustitutos habituales, por ejemplo, átomos de halógeno o grupos alcoxi.

Los restos R no hidrolizables de la fórmula (I) son, por ejemplo, alquilo (por ejemplo, C_{1-20}-alquilo, sobre todo, C_{1-4}-alquilo tal como metilo, etilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, i-butilo, butilo secundario y butilo terciario), alquenilo (por ejemplo, C_{2-20}-alquenilo, sobre todo, C_{2-4}-alquenilo tal como vinilo, 1-propenilo, 2-propenilo y butenilo), alquinilo (por ejemplo, C_{2-20}-alquinilo, sobre todo, C_{2-4}-alquinilo tal como acetilenilo o propargilo), arilo (sobre todo C_{6-10}-arilo tal como fenilo y naftilo) y los respectivos grupos aralquilo y alcarilo tal como tolilo y bencilo, así como grupos C_{3}-C_{12}-alquilo y alquenilo cíclicos tal como ciclopropilo, ciclopentilo y ciclohexilo. Los restos R pueden presentar, en su caso, un sustituto o varios sustitutos habituales como, por ejemplo, grupos halógeno, alcoxi, hidroxi, amino, (met)acrílico y epóxido.

Restos R muy preferentes son grupos C_{1-4}-alquilo, en su caso sustituidos, sobre todo, metilo y etilo, así como grupos C_{6-10}-arilo, en su caso sustituidos, sobre todo, fenilo.

Además, es preferente que en la fórmula (I) indicada anteriormente x tenga el valor 0, 1, 2 y, muy preferentemente, el valor 0 ó 1. Asimismo, es preferente que, como mínimo, el 60% y, especialmente, como mínimo el 70% en cantidad de sustancia presenten el valor x = 1, estando el resto constituido, preferentemente, por silanos según la fórmula (I), en la que x = 0.

Los silanos que se utilizan preferentemente son alquil- y aril-trialcoxisilanos y/o tetralcoxisilanos tal como el metiltrietoxisilano (MTEOS), etiltrietoxisilano, feniltrietoxisilano (PTEOS), tetraetoxisilano (TEOS) o tetrematoxisilano. El policondensado de la invención puede prepararse, por ejemplo, a partir de metiltrietoxisilano puro (MTEOS) o a partir de mezclas de MTEOS y tetraetoxisilano (TEOS) o MTEOS y feniltrietoxisilano (PTEOS) y TEOS.

Los silanos de la fórmula general (I), que se utilizan de acuerdo con la invención, pueden ser aplicados total o parcialmente en forma de precondensados, es decir, en forma de compuestos que se han generado mediante hidrólisis parcial de los silanos de la fórmula (I), solos o mezclados con otros compuestos hidrolizables. Estos oligómeros, que se disuelven preferentemente en la mezcla reactiva, pueden ser condensados parciales de cadena recta o cíclicos, de bajo peso molecular y con un grado de condensación de, por ejemplo, 2 a 100, en especial, 2 a 6.

Según una realización, los silanos hidrolizables pueden ser hidrolizados y condensados con una cantidad de agua que está por debajo de la cantidad estequiométrica referida a los grupos hidrolizables, dando lugar a la formación de un sol nanocompuesto. La cantidad de agua utilizada para la hidrólisis y la condensación es, preferentemente, 0,1 a 0,9 mol y, muy preferentemente, 0,25 a 0,8 mol agua por cada mol de grupos hidrolizables presentes. Al añadir una cantidad de agua inferior a la estequiométrica, los aglutinantes pueden almacenarse de forma estable durante un cierto período de tiempo y, en su caso, ser activados mediante la adición adicional de agua antes de añadir los agentes separadores o antes de su aplicación sobre el sustrato.

La hidrólisis y la condensación de los silanos se lleva a cabo en condiciones de sol-gel, por ejemplo, en presencia de catalizadores de condensación ácidos (por ejemplo, ácido clorhídrico) con un pH que oscila, preferentemente, entre 1 y 7, muy preferentemente, entre 1 y 3.

Además del disolvente, que se forma durante la hidrólisis, preferentemente, no se aplica otro disolvente, sin embargo, se pueden utilizar agua, disolventes alcohólicos (por ejemplo, etanol) u otros disolventes polares, próticos y apróticos (tetrahidrofurano, dioxano). En el caso de que la utilización de otros disolventes sea necesaria, son preferentes etanol y 1-propanol, 2-propanol, etilenglicol y sus derivados (por ejemplo, monoetiléter de dietilenglicol, monobutiléter de dietilenglicol).

En el caso de que el aglutinante contenga un policondensado o un precursor del mismo, la porción de policondensado en el aglutinante, referida al peso total del recubrimiento una vez endurecido (producto acabado), será habitualmente de menos del 95% en peso, preferentemente menos del 80% en peso y, muy preferentemente, menos del 70% en peso.

Tal como ya se ha explicado anteriormente, el policondensado se preparará preferentemente en presencia de las nanopartículas, de manera que las nanopartículas se encuentran incorporadas en el policondensado con su superficie modificada. Durante la hidrólisis y la condensación de los silanos una parte de los mismos reacciona con grupos reactivos en la superficie de las nanopartículas dando lugar, de esta manera, a la modificación superficial de las nanopartículas, lo que también conduce a una mayor fijación de las nanopartículas en la matriz de policondensado.

La composición de recubrimiento puede contener otros aditivos que se van añadiendo habitualmente en aplicaciones de ingeniería, según la finalidad y las propiedades deseadas. Como ejemplos concretos se pueden citar: sustancias de carga, agentes tixotrópicos, los disolventes antes mencionados, otros componentes formadores de matriz, agentes dispersantes y aglutinantes orgánicos tal como polivinilbutirales, polietilenglicoles, polietileniminas, alcoholes de polivinilo, polivinilpirrolidonas, celulosas o derivados de la celulosa, polioles, pigmentos de color orgánicos e inorgánicos, también a nanoescala, coloides metálicos, por ejemplo, como soporte para funciones ópticas, colorantes, absorbentes de UV, componentes formadores de vidrio (por ejemplo, ácido bórico, éster de ácido bórico, etilato sódico, acetato potásico, butilato secundario de aluminio), anticorrosivos (por ejemplo, ácido tánico), lubricantes, agentes niveladores, agentes tensioactivos y catalizadores, por ejemplo, catalizadores de endurecimiento como sales metálicas y alcóxidos metálicos.

Como sustancias de carga son adecuados, por ejemplo, partículas de carga inorgánica, que pueden estar formadas por los mismos materiales que se han citado anteriormente para las nanopartículas. Ejemplos son SiO_{2}, Al_{2}O_{3,} ZrO_{2}, TiO_{2,} mullite, boemita, Si_{3}N_{4}, SiC y AlN. El diámetro medio de las partículas suele ser menor que 100 \mum, en especial, menor que 10 \mum, preferentemente menor que 5 \mum y, muy preferentemente, menor que 1 \mum.

La adición opcional de sustancias de carga se puede realizar en cualquier momento. Dichas sustancias de carga se pueden incorporar durante la preparación de una suspensión de partículas separadoras, pero también es posible añadirlas al aglutinante en forma de polvos o suspensiones.

Para la dispersión de las partículas de sólidos en el aglutinante se pueden emplear los tradicionales equipos agitadores (agitadores dispersores o "Dissolver", mezcladores de chorro ("Leitstrahlmischer")), la aplicación ultrasónica, amasadoras, extrusionadoras de tornillo sin fin, molinos de cilindros, molinos vibratorios, agitadores planetarios, molinos de mortero y, en especial, molinos trituradores o molinos de rozamiento ("atritores"). Para la dispersión de materiales en polvo a nanoescala son preferentes los molinos de rozamiento con pequeños cuerpos de molienda, que presentan habitualmente un diámetro inferior a 2 mm, preferentemente inferior a 1 mm y, muy preferentemente, inferior a 0,5 mm.

Para la preparación de las suspensiones de partículas separadoras, a efectos de realizar la dispersión, son preferentes equipos dispersores de altas revoluciones con sistemas rotor/estator tal como Ultra Turrax® o homogeneizadores centrífugos. Muy preferentes son, en este caso, equipos con sistemas rotor/estator de velocidades múltiples (Cavitron® homogeneizador centrífugo de altas prestaciones).

La adición de partículas separadoras puede realizarse mediante el mezclado de suspensiones de agente separador, por un lado, y soles de aglutinante, por otro lado, pero también es posible incorporar/dispersar las partículas separadoras en el sol aglutinante. Preferentemente, la preparación se lleva a cabo mediante el mezclado de la suspensión que contiene el agente separador, por un lado, con el sol que contiene el aglutinante, por otro lado.

En algunos casos resulta ventajoso ajustar el pH del aglutinante y/o del encolante (aglutinante + separador) antes de aplicar el recubrimiento sobre el sustrato. A tal efecto, se utiliza habitualmente una base, preferentemente, una base en un disolvente alcohólico y, muy preferentemente, una solución de etilato sódico. El pH queda fijado, habitualmente, entre 1 y 7, preferentemente, entre 2,5 y 5 y, muy preferentemente, entre 3 y 4. Las sales, que se han formado en el transcurso de la reacción, pueden ser separadas por sedimentación y/o por centrifugado. Una vez acabado el encolante, resulta ventajoso en algunos casos homogeneizar todavía más el encolante antes de su aplicación. Ello se lleva a cabo, generalmente, mediante agitación del encolante, normalmente durante una noche.

En algunos casos, también resulta ventajoso facilitar una reacción de hidrólisis/condensación definida en el encolante acabado (aglutinante + separador) añadiendo las cantidades de agua precisas, en cuyo caso se fija habitualmente un contenido en agua total de menos de 1 mol de agua por mol de grupo hidrolizable (utilizado en total).

Como sustratos para los recubrimientos o para las capas de desmoldeante son adecuados todos los sustratos convencionales. Ejemplos para sustratos adecuados son sustratos o superficies de moldes de metal, semiconductores, vidrio, cerámica, vitrocerámica, material plástico o materiales composite orgánicos-inorgánicos. Para aplicaciones a altas temperaturas se utilizarán, oportunamente, sustratos termoestables, por ejemplo, metales, semiconductores, vidrio, cerámica, vitrocerámica o materiales plásticos termorresistentes. Preferentemente, se trata de sustratos inorgánicos.

Materiales de sustrato muy adecuados resultan ser metales tal como hierro, cromo, cobre, níquel, aluminio, titanio, estaño y zinc, y sus aleaciones (hierro fundido, acero fundido, aceros como, por ejemplo, aceros no aleados, aceros de baja/alta aleación, bronces, latón), así como materiales inorgánicos no metálicos tal como cerámicas, materiales refractarios y vidrios, pudiendo todos los sustratos presentar la forma de películas, tejidos, chapas o placas y piezas moldeadas.

Ejemplos para semiconductores son el silicio, por ejemplo, en forma de rodajas o plaquitas, y capas de óxido de indio-estaño (ITO) sobre vidrio. Como vidrio se pueden utilizar todos los tipos de vidrio convencionales, por ejemplo, vidrio de sílice, vidrio de borosilicato o vidrio de sodio y cal. Ejemplos para sustratos de materiales plásticos son policarbonato, polimetilmetacrilato, poliacrilatos, polietilentereftalato.

Los sustratos pueden ser tratados previamente, por ejemplo, para su limpieza o por un tratamiento de corona o con un recubrimiento previo (por ejemplo, un barnizado o una superficie metalizada).

Los soles de recubrimiento, que contienen el agente separador, se dejan aplicar sobre los sustratos o las superficies de los moldes mediante los métodos de recubrimiento habituales tal como son el rasqueteado, la inmersión, la inundación, el centrifugado, el rociado y la aplicación mediante cepillo y brocha. Para mejorar la adherencia, en algunos casos, puede resultar ventajoso tratar el sustrato con soles de aglutinante, diluidos o no, o con sus precursores u otras capas de fondo antes de establecer el contacto.

De manera preferente, el agente desmoldeante de la invención recubre, por ejemplo, todas las superficies de moldes que han entrado en contacto con el metal fundido o parcialmente fundido.

El contenido en sólidos de los encolantes (agente separador más contenido en sólidos del sol aglutinante) puede ajustarse en función del proceso de recubrimiento elegido mediante la adición de disolvente y/o agua. Para un recubrimiento por rociado se elige generalmente un contenido en sólidos entre el 2 y el 70% en peso, preferentemente entre el 5 y el 50% en peso y, muy preferentemente, entre el 10 y el 30% en peso. Para otros métodos de recubrimiento se puede ajustar naturalmente otro contenido en sólidos. También es posible la adición de agentes tixotrópicos o de fijación tal como, por ejemplo, derivados de la celulosa.

Una densificación isostática en las capas separadoras recién aplicadas antes del endurecimiento final puede aumentar más la densidad y, por lo tanto, también puede aumentar claramente la firmeza y la vida útil de la capa. A tal efecto, se recomienda la aplicación de otra capa separadora, que contiene agentes separados y está prácticamente libre de aglutinantes, y que evita durante la densificación isostática la adhesión de la capa no endurecida todavía al medio circundante.

El endurecimiento final puede ser precedido por una etapa o varias etapas de secado a temperatura ambiente o ligeramente elevada, por ejemplo, en un armario de secado con recirculación de aire y/o por calentar/temperar, por ejemplo, el mismo molde. En sustratos sensibles a la oxidación, el secado y/o el subsiguiente endurecimiento pueden realizarse en una atmósfera de gas protector (N_{2}, Ar) o al vacío. Generalmente el endurecimiento se realiza mediante calentamiento.

El endurecimiento térmico se lleva a cabo teniendo en cuenta la termosensibilidad, preferentemente, mediante tratamiento térmico a temperaturas por encima de los 50ºC, preferentemente, por encima de los 200ºC y, muy preferentemente, por encima de los 300ºC. Las capas pueden someterse también a temperaturas más altas, preferentemente, a temperaturas de 500 a 700ºC, siempre que el sustrato sea suficientemente estable a estas temperaturas, por ejemplo, contra la oxidación y la formación de cascarilla. Durante el tratamiento térmico se pueden quemar por completo componentes orgánicos.

Sin embargo, las capas en sí resisten en una atmósfera inerte incluso temperaturas de más de 1000ºC, siendo necesaria la atmósfera inerte, ya que de lo contrario se produciría la oxidación del sustrato o del agente separador. Los aglutinantes en sí resisten, incluso en una atmósfera normal, temperaturas de 1000ºC.

El tratamiento térmico de los recubrimientos (por ejemplo, de las capas de desmoldeo) se puede llevar a cabo, por ejemplo, en hornos mediante gas caliente, por exposición directa de las superficies a la llama de gas, mediante calentamiento directo o indirecto por infrarrojos, o también in situ por poner en contacto las capas de desmoldeo con el metal de fundición líquido (fundido o parcialmente fundido).

Debido a la termorresistencia de las capas, los sustratos recubiertos de esta manera son adecuados para formar un revestimiento antiadherente resistente a alta temperatura, siempre que la selección del sustrato sea oportuna. Las aplicaciones especiales son, por ejemplo, las capas de desmoldeo, en especial, para la fundición de metales y, debido a las buenas propiedades de deslizamiento, las capas tribológicas.

Los siguientes ejemplos servirán para explicar con más detalle la presente invención.

Ejemplos 1. Síntesis de soles de aglutinante de silicato 1.1 MTKS; R_{OR} 0,4

Se mezclan 65,5 g MTEOS con 19,1 g TEOS. La mitad de la mezcla se hace reaccionar, agitándola fuertemente, con 14,2 g de sol de sílice (LEVASIL® 300/30) y con 0,4 ml de ácido clorhídrico concentrado. Al cabo de 5 minutos se añade la segunda mitad de la mezcla de silanos al preparado y se sigue agitando durante 5 minutos más. Se deja reposar el preparado durante la noche y se ajusta con una solución etanólica de etanolato de sodio a un pH de 3. Las sales formadas en el transcurso de la reacción son separadas mediante centrifugado.

1.2 MTKS-PT; R_{OR} 0,4

Se mezclan 65,5 g MTEOS con 19,1 g TEOS y se hace reaccionar esta mezcla, agitándola fuertemente, con 28,4 g de sol de sílice (LEVASIL® 300/30) y con 0,8 ml de ácido clorhídrico concentrado. Al cabo de 5 minutos se añade otra mezcla de silanos, formada por 88,3 g de feniltrietoxisilano (PTEOS) y 19,1 g TEOS, al preparado y se sigue agitando durante 5 minutos más. Se deja reposar el preparado durante la noche y se ajusta con una solución etanólica de etanolato de sodio a un pH de 3. Las sales formadas en el

\hbox{transcurso de la reacción  son separadas mediante
centrifugado.}

2. Preparación de capas ligadas mediante silicatos 2.1 Preparación de suspensiones etanólicas de MoS_{2}

333 g de polvo de sulfuro de molibdeno (Molyduval®, MoS_{2} submicrónico) se añaden removiendo a 649,2 g de etanol desnaturalizado (MEK) y exento de agua, en el que están disueltos 16,8 g de polivinilbutiral (Hoechst: Mowital® B 30 T). Se vierte la suspensión en un recipiente mezclador agitador refrigerable y se procede a la dispersión mediante un Ultra-Turrax® T 25 de altas revoluciones a una velocidad de 24.000 min^{-1} durante 30 minutos.

2.2 Preparación de suspensiones etanólicas de grafito

333 g de polvo de grafito (Lonza, HSAG 100) se añaden removiendo a 600 g de etanol desnaturalizado (MEK) y exento de agua, en el que están disueltos 66 g de ácido poliacrílico 50.000 (Polyscience; 25% en H_{2}O). Se vierte la suspensión en un recipiente mezclador agitador refrigerable y se procede a la dispersión mediante un Ultra-Turrax® T 25 de altas revoluciones a una velocidad de 24.000 min^{-1} durante 30 minutos.

2.3 Preparación de capas de MOS_{2}/MTKS-PT; MoS_{2}:SiO_{2} = 2:1

30 g de MTKS-PT R_{OR} 0,4 (corresponde a aprox. 10 g SiO_{2}) son activados con 1,5 g de agua totalmente desmineralizada y agitados durante 1 hora. A continuación, se añade, agitando, el aglutinante con 60 g de la suspensión etanólica de agente separador, arriba indicada, con un contenido en sólidos de aproximadamente 33% en peso (corresponde a aprox. 20 g MoS_{2}). El contenido en sólidos del sistema de recubrimiento (referido a la masa total del recubrimiento después del endurecimiento térmico) es de aproximadamente 33% en peso.

Este sistema de recubrimiento puede aplicarse mediante los métodos de aplicación habituales; el ajuste del contenido en sólidos se realizará en función del método de aplicación a utilizar.

2.4 Preparación de grafito/capas MTKS-PT; grafito:SiO_{2} = 1:1

A 50 g MTKS-PT R_{OR} 0,4 se añaden, agitando, 50 g de la suspensión etanólica de grafito, arriba indicada, con un contenido en sólidos del 30% en peso. El contenido en sólidos del encolante (referido al agente separador) es del 15% en peso; tras haberla agitado durante 1 día, la suspensión puede ser aplicada. (Nota: El agua necesaria para la hidrólisis ya está contenida en la suspensión de grafito.)

3. Preparación de una fase aglutinante Al_{2}O_{3}/ZrO_{2} 3.1 Aglutinante nAnZ (1:1)

100 g de boemita (Disperal®, Fa. Sasol Hamburg) se añaden, agitando, a 900 g de agua y, mediante la adición de ácido acético, se ajusta un pH estable de 3. La suspensión fue agitada durante 24 horas y, a continuación, se separaron los aglomerados gruesos por sedimentación (48 h).

11,6 g de un polvo ZrO_{2}, nanodispersado, estabilizado con itrio y modificado en su superficie (superficie específica de 200 g/cm^{3}, 16% en peso de ácido trioxadecánico) se añaden, agitando, a 128,37 g del sol de boemita arriba indicado (corresponde a 10 g Al_{2}O_{3}) y se dispersan durante 30 minutos mediante tratamiento ultrasónico (del tipo Branson Sonifier).

Para la elaboración de la fase aglutinante se añaden primero gota a gota 35 g de la suspensión de corindón antes mencionada (corresponde a 7 g Al_{2}O_{3}) a 70 g del sol aglutinante nAnZ.

4. Preparación de capas ligadas por Al_{2}O_{3}/ZrO_{2} 4.1 Preparación de suspensiones acuosas de MoS_{2}

250 g de polvo MoS_{2} (Molyduval®), van Laar GmbH, polvos submicrónicos MoS_{2}) se añaden, removiendo, a 743,75 g de agua desionizada, en la que se encuentra disuelto 6,25 g de alcohol de polivinilo (Hoechst: PVA 4/88). Se vierte la suspensión en un recipiente mezclador agitador refrigerable y se procede a la dispersión mediante un Ultra-Turrax® T 25 de altas revoluciones durante 30 minutos.

4.2 Preparación de suspensiones acuosas de grafito

250 g de polvo de grafito (Timbal®, TIMREX KS 4) se añaden, removiendo, a 743,75 g de agua desionizada, en la que se encuentran disueltos 6,25 g de un agente tensioactivo (ICI: Tween® 80). Se vierte la suspensión en un recipiente mezclador agitador refrigerable y se procede a la dispersión mediante un Ultra-Turrax® T 25 de altas revoluciones durante 30 minutos.

4.3 Preparación de una capa MoS_{2}-AnAnZ

Se dispersan 80 g Al_{2}O_{3} (TM-DAR, Fa. TAI MEI) en 318 g H_{2}O y 2 g de ácido acético en un molino de rozamiento ("atritor") (PE 075 Fa. Netzsch) con 330 g de bolas de molienda (Al_{2}O_{3}; 4-5 mm de diámetro) en un recipiente de molienda de PE (+ rotor) a una velocidad de 700 rpm durante 2 horas.

70 g de sol nAnZ (corresponde a 10 g de sólidos) se mezclan, agitando, con 35 g de la suspensión Al_{2}O_{3} arriba indicada (corresponde a 7 g Al_{2}O_{3}) y, a continuación, con 12 g de la suspensión acuosa de MoS_{2} (corresponde a 3 g de sólidos).

Mediante la adición de amoniaco acuoso se puede ajustar el pH entre 5 y 6, a efectos de facilitar la preparación; a continuación, el encolante puede ser aplicado mediante los métodos tradicionales para constituir el recubrimiento.

4.4 Preparación de una capa de grafito AnAnZ

Se dispersan 80 g Al_{2}O_{3} (TM-DAR, Fa. TAI MEI) en 318 g H_{2}O y 2 g de ácido acético en un molino de rozamiento (PE 075 Fa. Netzsch) con 330 g de bolas de molienda (Al_{2}O_{3}; 4-5 mm de diámetro) en un recipiente de molienda de PE (+ rotor) a una velocidad de 700 rpm durante 2 horas.

70 g de sol nAnZ (corresponde a 10 g de sólidos) se mezclan, agitando, con 35 g de la suspensión Al_{2}O_{3} arriba indicada (corresponde a 7 g Al_{2}O_{3}) y, a continuación, con 12 g de la suspensión acuosa de grafito (corresponde a 3 g de sólidos).

Mediante la adición de amoniaco acuoso se puede ajustar el pH entre 5 y 6, a efectos de mejorar la preparación; a continuación, el encolante puede ser aplicado mediante los métodos tradicionales para constituir el recubrimiento.

Claims

1. Sustrato con un recubrimiento antiadherente, que se obtiene mediante aplicación y endurecimiento de una composición de recubrimiento sobre un sustrato, comprendiendo dicha composición de recubrimiento:

b) un aglutinante que contiene partículas de sólidos a nanoescala, cuya superficie ha sido modificada.

2. Sustrato, según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas separadoras presentan una estructura reticular en capas.

3. Sustrato, según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque para las partículas separadoras se elige grafito, compuestos de grafito, sulfuros metálicos, seleniuros metálicos y/o telururos metálicos.

4. Sustrato, según la reivindicación 3, caracterizado porque entre los sulfuros metálicos o los seleniuros metálicos se eligen MoS_{2}, WS_{2}, WSe_{2}, NbS_{2}, NbSe_{2}, TaS_{2}, TaSe_{2}, AsSbS_{4} ó AsAsS_{4}.

5. Sustrato, según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque para las partículas separadoras se elige grafito, grafito fluorado, MoS_{2} y WS_{2}.

6. Sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el aglutinante comprende un nanocompuesto formado por las partículas de sólidos a nanoescala dentro de un policondensado inorgánico modificado orgánicamente, o un precursor del mismo.

7. Sustrato, según la reivindicación 6, caracterizado porque el policondensado inorgánico modificado orgánicamente o su precursor son un polisiloxano inorgánico modificado orgánicamente o su precursor.

8. Sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las partículas de sólidos a nanoescala son partículas de óxidos metálicos u hollin.

9. Sustrato, según la reivindicación 8, caracterizado porque para las partículas de sólidos a nanoescala se elige SiO_{2}, TiO_{2}, ZrO_{2}, Al_{2}O_{3}, AlOOH, Y_{2}O_{3}, CeO_{2}, SnO_{2}, óxidos de hierro y/o Ta_{2}O_{5.}

10. Sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las partículas de sólidos a nanoescala están modificadas en su superficie mediante un agente modificador de superficie que tiene un peso molecular de menos de 1.500.

11. Sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las partículas de sólidos a nanoescala están modificadas con un agente modificador de superficie que contiene un grupo anhídrido, un grupo amida ácida, un grupo amino, un grupo SiOH, restos hidrolizables de silanos y/o un grupo \beta-dicarbonilo.

12. Sustrato, según una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque el nanocompuesto se obtiene según la técnica sol-gel por transformación de partículas de sólidos a nanoescala con un silano o varios silanos con la fórmula general:

(I)R_{X}SiA_{(4-x)}

en la que los restos A son idénticos o distintos y representan grupos hidroxilo o grupos hidrolizables, los restos R son idénticos o distintos y representan grupos no hidrolizables, y x tiene el valor 0, 1, 2, 3, siendo preferentemente x \geq 1 en, como mínimo, el 50% de la cantidad de sustancia de los silanos.

13. Sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la composición de recubrimiento contiene, además, sustancias de carga inorgánicas.

14. Utilización de un sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 13, como capa antiadherente, resistente a altas temperaturas.

15. Utilización de un sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 13, como capa de desmoldeo o como capa tribológica.

16. Utilización de un sustrato, según una de las reivindicaciones 1 a 13, como capa de desmoldeo en la fundición de metales.