ES2635506T3 - Reflector - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un reflector (10) resistente a la intemperie y a la corrosión para radiación electromagnética, en particular radiación infrarroja, luz visible y radiación ultravioleta, con una alta reflexión total, que contiene un cuerpo de reflector (12) de aluminio o de una aleación de aluminio con una superficie reflectora, estando la superficie del cuerpo de reflector tratada previamente con aluminio obtenido por oxidación anódica, el cual se genera directamente a partir del aluminio situado en la superficie del cuerpo de reflector y que presenta una capa de pretratamiento, conteniendo el reflector (10) una capa protectora (16) transparente exterior final formada por un barniz sol-gel con una red (18) de polioxisilanos sobre la que se produce la capa de pretratamiento, que incluye los siguientes pasos de procedimiento: a) hidrólisis de una mezcla de una solución A que contiene alcoxisilanos y una solución B que contiene partículas de TiO2 en solución coloidal o partículas de TiO2 y SiO2 en solución coloidal; o hidrólisis de una mezcla de una solución A que contiene alcoxisilanos y una solución B que contiene ácido silícico coloidal disuelto en agua y adición de partículas de TiO2 a la mezcla hidrolizada; b) aplicación de la mezcla hidrolizada sobre la superficie libre del cuerpo de reflector (12); c) endurecimiento y secado de la capa de barniz sol-gel; d) decapado de la capa de barniz sol-gel para exponer las partículas de TiO2 en la superficie de la capa protectora (16), de manera que a) la superficie de la capa protectora esté cubierta, al menos parcialmente, con partículas de TiO2 libres para generar un efecto autolimpiante, b) las partículas de TiO2 estén presenten en la modificación anatasa y confieran propiedades hidrófilas a la superficie de la capa protectora.

Description

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DESCRIPCION

Reflector.

La invencion se refiere a un reflector resistente a la intemperie y a la corrosion para radiacion electromagnetica, en particular para radiacion infrarroja, luz visible y radiacion ultravioleta, con una elevada reflexion total, que contiene un cuerpo de reflector de aluminio o de una aleacion de aluminio con una superficie reflectora o que contiene un cuerpo de reflector con una capa de reflexion de aluminio o de una aleacion de aluminio que forma una superficie reflectora, conteniendo el reflector una capa protectora exterior transparente final formada por un barniz de sol-gel que presenta una red de polioxisilanos. La invencion tambien incluye un procedimiento para la fabricacion de un reflector de acuerdo con la invencion.

Se conoce universalmente la fabricacion de bandas de materiales brillantes, por ejemplo de aluminio puro, aluminio ultrapuro o aleaciones de AlMg basadas en aluminio con un grado de pureza del 99,5 % o mayor como, por ejemplo, del 99,8 %, que, dependiendo de la aplicacion, generan reflexiones de luz difusas o dirigidas, asf como su recubrimiento con un denominado barniz sol-gel. Los barnices sol-gel adecuados forman una capa protectora transparente que protege la superficie reflectora situada debajo de efectos mecanicos o qmmicos, garantizando asf una larga vida util del reflector con valores de reflexion que permanecen elevados. Los barnices sol-gel especialmente adecuados son, ademas, resistentes a la intemperie y son apropiados, por tanto, para aplicaciones exteriores. La capa protectora transparente es, en particular, una capa protectora clara, incolora y translucida.

El documento WO 2001/86327 describe un reflector de este tipo resistente a la intemperie y a la corrosion, formado por un cuerpo del reflector de aluminio o de una aleacion de aluminio con una superficie reflectora, presentando el reflector una capa protectora exterior transparente final compuesta por un barniz sol-gel con un grosor superior a 1 pm. El barniz sol-gel se compone de un polioxisilano preparado a partir de una solucion alcoholica de silano y una solucion acuosa de acido siftcico coloidal.

El documento EP-A-1 791 001 da a conocer un reflector con una capa protectora exterior transparente final compuesta por un barniz sol-gel con un polioxisilano, en el que el polioxisilano se prepara mediante hidrolisis catalizada por acido y condensacion de una mezcla de una solucion A y una solucion acuosa B, la solucion A es una solucion con un primer y un segundo alcoxisilano y un disolvente miscible con la solucion A, el primer alcoxisilano es un tetraetoxisilano (TEOS) y el segundo alcoxisilano se describe mediante la formula XnSi(OC2H5)4-n, en la que X representa un resto organico y “n” es un numero de 0 a 3. El sistema de barniz se caracteriza por que, por una parte, a ser posible no contiene componentes nocivos para la salud o no los libera durante su procesamiento y, por otra, presenta en cada paso de procesamiento un punto de ignicion >21 °C.

El documento US 6 013 372 da a conocer un procedimiento para la fabricacion de un reflector en el que un cuerpo de reflector de aluminio se dota, en su superficie, de una capa protectora que contiene partfculas de TiO2 en fase anatasa que confieren propiedades hidrofilas a la superficie.

Los reflectores solares estan expuestos a la intemperie y, con ello, normalmente a una atmosfera cargada de partfculas de polvo y suciedad. Para mantener una alta capacidad de reflexion es necesario mantener los reflectores y limpiarlos de vez en cuando. Resultana deseable poder limpiarlos de manera sencilla y ampliar los intervalos de mantenimiento de los reflectores.

La invencion se propone el objetivo de dotar la capa protectora de un reflector del tipo mencionado al principio de forma sencilla y economica de propiedades autolimpiantes.

El objetivo de la invencion se alcanza cubriendo la superficie de la capa protectora, al menos parcialmente, con partfculas de TiO2 libres con el fin de generar un efecto autolimpiante.

Las propiedades fotocatalfticas del TiO2 en la modificacion de anatasa producen, bajo radiacion UV, la degradacion de diferentes sustancias organicas, evitando asf el crecimiento de bacterias y germenes, la retencion de suciedad y los malos olores. Las propiedades fotocatalfticas del TiO2 confieren a la superficie de la capa protectora propiedades hidrofilas, de modo que entre la superficie y las partfculas de suciedad se extiende agua en forma de una capa fina y se eliminan asf las partfcuias de suciedad por lavado.

En una primera forma de realizacion preferida de un reflector con una capa protectora, el barniz sol-gel contiene partfculas de SiO2, y al menos una parte de las partfculas de SiO2 estan sustituidas por partfculas de TiO2.

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En una segunda forma de realizacion preferida de un reflector, la capa protectora comprende una primera subcapa de un barniz sol-gel con partfculas de SO2 como capa anticorrosiva y, dispuesta sobre la primera subcapa, una segunda subcapa de un barniz de sol-gel con particulas de TO2 como capa autolimpiante.

En estado endurecido, la capa protectora presenta un grosor de al menos 1 pm, preferentemente de al menos 2 pm, y como maximo de 20 pm, preferentemente como maximo de 10 pm, en especial como maximo de 5 pm.

La superficie reflectora de aluminio o de una aleacion de aluminio presenta preferentemente una rugosidad Ra inferior a 0,1 pm segun DIN 4761 a 4768. Conforme al ensayo 2000h QUV segun ASTN G 53-96, el reflector presenta asimismo perdidas de reflexion total y de brillo inferiores al 5 %. La superficie reflectora puede estar formada por una capa de reflexion metalica aplicada sobre el cuerpo del reflector o, preferentemente, por la propia superficie del cuerpo del reflector.

El cuerpo del reflector se compone o presenta al menos una superficie libre, en particular un recubrimiento, formada por un metal, en particular por aluminio o una aleacion de aluminio, como, por ejemplo, aluminio con una pureza del 98,3 % o mayor. El cuerpo del reflector se compone o presenta al menos una superficie libre, en particular un recubrimiento, ventajosamente de aluminio con una pureza del 99,0 % o mayor, dado el caso tambien con una pureza del 99,5 % o mayor, pero preferentemente con una pureza del 99,7 % o mayor y en especial del 99,8 % o mayor. Ademas del aluminio en las purezas mencionadas, tambien se pueden usar con preferencia aleaciones de aluminio. Las aleaciones preferidas son las de las clases AA 1000, AA 3000 y AA 5000. Otras aleaciones que se pueden usar contienen, por ejemplo, entre 0,25 y 5 % en peso, en especial entre 0,5 y 4 % en peso, de magnesio, o contienen entre 0,2 y 2 % en peso de manganeso, o contienen entre 0,5 y 5% en peso de magnesio y entre 0,2 y 2% en peso de manganeso, en especial 1 % en peso de magnesio y 0,5 % en peso de manganeso, o contienen entre 0,1 y 12 % en peso, preferentemente entre 0,1 y 5 % en peso, de cobre, o contienen entre 0,5 y 6 % en peso de cinc y entre 0,5 y 5 % en peso de magnesio, o contienen entre 0,5 y 6 % en peso de cinc, entre 0,5 y 5 % en peso de magnesio y entre 0,5 y 5 % en peso de cobre, o contienen entre 0,5 y 2 % en peso de hierro y entre 0,2 y 2 % en peso de manganeso, en especial 1,5% en peso de hierro y 0,4% en peso de manganeso o aleaciones de AlMgSi o aleaciones de AlFeSi. Otros ejemplos son aleaciones de AlMgCu, tales como Al99,85Mg0,8Cu, o aleaciones de AlMg, como AlMg1, o aleaciones de AlFeMn, como AlFeMn1,5.

El cuerpo del reflector es preferentemente un producto laminado y, en particular, una chapa o banda laminada, una hoja o placa laminada de aluminio laminable o de una aleacion de aluminio laminable. Dado el caso, el cuerpo del reflector como producto laminado puede estar conformado, por ejemplo, por doblado, embuticion profunda, extrusion en fno y similares.

Como cuerpo del reflector tambien se pueden usar todas las estructuras espaciales que contengan al menos una superficie libre de un aluminio antes mencionado o de una de las aleaciones de aluminio antes mencionadas o que se compongan mtegramente de ella. Tambien es posible que solo se compongan de los materiales de aluminio o las aleaciones de aluminio antes mencionados partes o areas superficiales limitadas del cuerpo del reflector. Las estructuras espaciales mencionadas pueden ser asimismo perfiles o barras.

Los cuerpos de reflector tambien pueden ser piezas moldeadas o forjadas de aluminio o de una aleacion de aluminio.

Dependiendo de la finalidad de uso, todo el cuerpo del reflector puede ser de aluminio o de una aleacion de aluminio, aunque tambien pueden componerse de ello solo partes o areas superficiales. Por ejemplo, en la realizacion de una chapa, una hoja o placa o un recubrimiento, el material de aluminio o de la aleacion de aluminio tambien puede constituir una parte o una superficie parcial de un material compuesto, por ejemplo de una hoja compuesta o de un laminado de cualquier material como, por ejemplo, de plasticos y aluminio, tal como plastico recubierto con Al o una chapa de hierro o acero recubierta con Al.

La superficie del cuerpo del reflector, es decir la superficie de aluminio del cuerpo del reflector, se puede generar, por ejemplo, por modificacion qmmica y/o mecanica como, por ejemplo, laminado, forjado, extrusion en fno, compresion o moldeado. La superficie con efecto reflector del cuerpo del reflector se puede someter adicionalmente a un tratamiento ulterior por lijado, pulido, chorreado con sustancias duras, etc. Se prefieren los cuerpos reflectores con superficies laminadas generadas con rodillos lisos o estructurados.

Como cuerpos reflectores se prefieren chapas y bandas, en particular chapas y bandas laminadas de aluminio o de una aleacion de aluminio con las caractensticas antes mencionadas, asf como chapas de hierro o acero recubiertas con aluminio con un grosor de, por ejemplo, 0,1 a 10 mm, preferentemente de 1 a 4 mm, en especial de 0,2 a 1,5 mm y con especial preferencia de 0,3 a 1 mm, siendo el recubrimiento de aluminio igualmente un aluminio o una aleacion de aluminio con las caractensticas antes mencionadas. Un ejemplo es una chapa de aluminio Al 99,5 (pureza del 99,5 %) con un grosor de 0,5 mm.

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La superficie del cuerpo del reflector, o la superficie reflectora, puede estar tratada previamente y presentar, por ejemplo, una capa de pretratamiento.

La capa de pretratamiento puede ser, por ejemplo, una capa generada por oxidacion anodica. La capa de pretratamiento se compone preferentemente de aluminio obtenido por oxidacion anodica y se genera, en particular, directamente a partir del aluminio situado en la superficie del cuerpo del reflector.

La capa de pretratamiento puede presentar un grosor de, por ejemplo, al menos 10 nm, preferentemente de al menos 20 nm, en especial de al menos 50 nm y ventajosamente de al menos 100 nm. El grosor maximo de la capa de pretratamiento asciende, por ejemplo, a 5000 nm, preferentemente a 1500 nm y en especial a 300 nm.

La capa de pretratamiento es con preferencia una capa de oxido generada por oxidacion anodica, formada en un electrolito no resolubilizador y, preferentemente, resolubilizador. La capa de pretratamiento es preferentemente una capa de oxido porosa generada por oxidacion anodica.

La anodizacion se produce preferentemente en un electrolito acido de la serie de los electrolitos de acido fosforico, acido cftrico, acido tartarico, acido cromico y, en particular, de la serie de los electrolitos de acido sulfurico. La anodizacion se lleva a cabo mediante el procedimiento de corriente alterna y, preferentemente, continua. Es posible efectuar tanto una anodizacion discontinua como una anodizacion continua.

La capa de oxido generada por oxidacion anodica se puede someter asimismo a un tratamiento de sellado o compactacion. La capa de oxido mencionada preferentemente no esta compactada.

Antes de aplicar una capa de pretratamiento o de realizar los primeros pasos del pretratamiento, la superficie del reflector se desengrasa y se limpia convenientemente. El tratamiento previo tambien puede incluir unicamente un desengrasado y una limpieza de la superficie del reflector. La limpieza de la superficie se puede llevar a cabo de manera conocida en sf, por ejemplo de forma qmmica y/o electroqmmica y acida o alcalina. Se realiza con el fin de eliminar sustancias extranas y, dado el caso, la capa de oxido generada de forma natural sobre la superficie de aluminio. Como limpiadores son adecuados, por ejemplo, desengrasantes acidos acuosos, desengrasantes alcalinos basados en polifosfato y borato. El mordentado o decapado mediante soluciones decapantes fuertemente alcalinas o acidas, como, por ejemplo, sosa caustica o una mezcla de acido mtrico y acido fluortndrico, producen una limpieza con un arranque moderado a fuerte de material. De este modo se elimina la capa de oxido presente junto con sus impurezas. En el caso de aguafuertes alcalinos muy agresivos puede ser necesario un tratamiento posterior acido.

Dependiendo del estado de la superficie, tambien es necesario desgastar la superficie mecanicamente mediante agentes abrasivos. Este tipo de tratamiento de la superficie se puede realizar, por ejemplo, por lijado, chorreado, cepillado o pulido y completar, dado el caso, con un tratamiento qrnmico posterior.

En una realizacion preferida se aplica una capa de pretratamiento sobre una banda de aluminio mediante un procedimiento continuo. Para ello, una banda de aluminio (Al 99,85, Ra 0,04 pm) de 500 mm de ancho y 0,3 mm de grosor se anodiza de forma continua a unos 40 m/min. Se atravesaron las siguientes etapas (bandas continuas):

a) Desengrasado a un pH de 9-9,5 a aproximadamente 50 °C y Bonder V6150/01,

b) aclarado con agua del grifo (temperatura ambiente),

c) anodizado en H2SO4 al 20 % a aproximadamente 25 °C y un voltaje de 20 V,

d) aclarado con agua del grifo a aproximadamente 50 °C y

e) aclarado con agua desionizada a aproximadamente 85 °C.

Sobre la capa de pretratamiento se pueden aplicar a continuacion la capa protectora o capas adicionales. Ventajosamente, la banda solo se divide en bandas del tamano y forma deseados una vez finalizado el recubrimiento, es decir despues del recubrimiento con la capa protectora.

La superficie reflectora presenta convenientemente una rugosidad Ra inferior a 0,1 pm, preferentemente inferior a 0,05 pm y en especial inferior a 0,02 pm. La rugosidad de la superficie Ra se define en al menos una de las normas DIN 4761 a 4768.

La superficie del cuerpo del reflector puede ser lisa o estructurada y presentar, por ejemplo, una estructura conductora de luz que se manifiesta, por ejemplo, como nervaduras con una seccion transversal en forma de dientes. La estructuracion puede realizarse, por ejemplo, mediante un rodillo con un dibujo en relieve

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correspondiente. En lo que respecta a la estructuracion o rugosidad, la superficie del cuerpo del reflector puede estar hecha de tal manera que la reflexion de la radiacion sea dirigida, dispersa o una combinacion de ambas.

La rugosidad Ra antes mencionada de las superficies estructuradas debera referirse a las areas parciales individuales de la estructura superficial, es decir que no se debera incluir mutatis mutandi la estructuracion propiamente dicha en la determinacion de la rugosidad.

En otra realizacion se puede aplicar sobre el cuerpo del reflector o sobre su capa de pretratamiento una capa de reflexion de metal que forma la superficie reflectora, por ejemplo una capa de aluminio, plata, cobre, oro, cromo, mquel o de una aleacion que, por ejemplo, contenga mayoritariamente al menos uno de los metales mencionados. El grosor de la capa de reflexion puede ser, por ejemplo, de 10 a 200 nm (nanometros). Para aplanar la rugosidad de la superficie se puede aplicar sobre el cuerpo del reflector o sobre su capa de pretratamiento una capa funcional realizada en forma de una capa de sol-gel organica o inorganica. En este caso, la capa de reflexion por lo general yace sobre la capa funcional o bien directamente o bien a traves de una capa adherente. La naturaleza de la capa funcional se describe exhaustivamente en el documento EP 918 236 A1.

La capa de reflexion puede formar parte de un sistema de capas de reflexion, conteniendo el sistema de capas de reflexion una o varias capas transparentes aplicadas sobre la capa de reflexion. Por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 capas transparentes, sin contar la capa protectora, cumplen ventajosamente, en cuanto al grosor optico de cada capa, la formula A/2, siendo en particular cada una de estas capas transparentes una capa doble formada por 2 capas con un grosor de A/4. El grosor optico de cada capa transparente con la formula A/2 puede variar ± 40 nm. Se prefiere una capa transparente, o se prefieren especialmente dos, tres o varias capas transparentes compuestas por materiales identicos o diferentes, donde cada una de las capas transparentes presenta un grosor optico de A/2 ± 40 nm y es, en particular, una capa doble con un grosor de 2 A/4. Sobre la capa o las capas transparentes mencionadas se dispone como capa superior o como capa situada en la superficie la capa protectora que, a su vez, tambien es transparente. A equivale al maximo de intensidad de la longitud de onda de la radiacion electromagnetica reflejada.

Los materiales de las capas transparentes del sistema de capas de reflexion se componen o contienen, por ejemplo, oxidos, nitruros, fluoruros, sulfuros etc. de metales alcalinos, por ejemplo Li, Na, K, metales alcalinoterreos, por ejemplo Mg, Ca, Sr, Ba, semimetales como, por ejemplo Si, metales de transicion, por ejemplo Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr, Nb, Mo, Te, Ru, Rh, Pd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, lantanidos, por ejemplo La, Ce, Pr, Nd, Pm, Dy, Yb, Lu etc. Se pueden nombrar, en particular, SiOx, donde x significa 1,1 a 2,0 y preferentemente 1,8, AI2O3, MgF2, TO2, B2O3, oxido de Be, ZnO, SnO2, oxido de indio y estano (ITO), CdS, CdTe y oxidos de hafnio y de circonio. Al menos una de las capas transparentes, a excepcion de la capa protectora, presenta ventajosamente otros materiales que la capa protectora propiamente dicha.

Todas o algunas capas del sistema de capas de reflexion, asf como la capa de reflexion, se pueden aplicar sobre el cuerpo del reflector o sobre una capa de pretratamiento situada sobre el, por ejemplo por deposicion ffsica en fase vapor al vado (physical vapor deposition, PVD), evaporacion termica, evaporacion por haz de electrones asistida y no asistida por iones, pulverizacion catodica, en especial por pulverizacion catodica con magnetron, polimerizacion con plasma o deposicion qmmica en fase vapor (chemical vapor deposition, CVD) asistida y no asistida por plasma. Otros procedimientos de aplicacion son procedimientos de barnizado o recubrimiento por inmersion-extraccion de soluciones preparadas en el proceso sol-gel con secado siguiente, procedimientos pirolfticos de llama o recubrimiento por llama mediante SiO2. Tambien se pueden combinar dos o mas procedimientos. Las capas de PVD se pueden complementar, por ejemplo, con un recubrimiento por llama con SiO2. Los sistemas de capas de reflexion mencionados se describen exhaustivamente en el documento EP 918 236 A1.

La capa protectora es un barniz sol-gel preparado segun un procedimiento de sol-gel y aplicado sobre la superficie del cuerpo del reflector, la capa de pretratamiento o, dado el caso, sobre la capa de reflexion o un sistema de capas de reflexion.

El polioxisilano se produce mediante una reaccion de condensacion entre silanos hidrolizados y reticulables, en particular alcoxisilanos, y acido silfcico coloidal o partfculas de TiO2 en solucion coloidal en agua. La reaccion de condensacion de los alcoxisilanos hidrolizados entre sf, asf como entre los alcoxisilanos hidrolizados y el acido silfcico coloidal o las partfculas de TiO2 en solucion coloidal en agua, conduce a la formacion de una red inorganica de polioxisilanos o de polioxisilanos con sustitucion al menos parcial de las partfculas de SiO2 por partfculas de TiO2. Al mismo tiempo se incorporan en la red inorganica grupos organicos, en particular grupos alquilo o grupos alquilo sencillos o grupos metilo, a traves de enlaces de carbono. Sin embargo, los grupos organicos, o los grupos alquilo, no participan directamente en la polimerizacion o reticulacion de los siloxanos, es decir que no sirven para formar un sistema polimerico organico sino unicamente para la funcionalizacion. Por lo tanto, los polioxisilanos obtenidos se han de incluir mas bien en los polfmeros inorganicos.

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El procedimiento para la fabricacion del reflector de acuerdo con la invencion se caracteriza por los siguientes pasos de procedimiento:

a) hidrolisis de una mezcla de una solucion A que contiene alcoxisilanos y una solucion B que contiene partfculas de TO2 en solucion coloidal o partfculas de TO2 y SiO2 en solucion coloidal; o

hidrolisis de una mezcla de una solucion A que contiene alcoxisilanos y una solucion B que contiene acido silfcico coloidal disuelto en agua y adicion de partfculas de TO2 a la mezcla hidrolizada;

b) aplicacion de la mezcla hidrolizada sobre la superficie libre del cuerpo del reflector;

c) endurecimiento y secado de la capa de barniz sol-gel;

d) decapado de la capa de barniz sol-gel para exponer las partfculas de TO2 en la superficie de la capa protectora.

La hidrolisis preferentemente es catalizada por acido y la solucion B es preferentemente una solucion acuosa, por ejemplo tambien una solucion acuosa alcoholica.

La solucion A contiene convenientemente un disolvente miscible con esta, en especial un disolvente polar tal como alcohol o acetato de etilo. Para aumentar el punto de ignicion del sistema de barniz que se ha de preparar se puede usar un disolvente alcoholico con un punto de ebullicion relativamente alto, como, por ejemplo, un glicol o un compuesto de glicol tal como etilenglicol o butoxietanol.

La solucion B es una solucion acuosa de acido silfcico coloidal o TO2 con un pH <7. La solucion B convenientemente se ajusta con acido mtrico (HNO3) a un pH de 2,0 - 3,0, preferentemente de 2,3 - 2,7 y en especial de 2,5.

La solucion A es preferentemente una solucion alcoholica de tetraetoxisilano (TEOS) y un segundo alcoxisilano de formula XnSi(OC2Hs)4-n, en particular metiltrietoxisilano (MTEOS). La solucion A puede contener otros alcoxisilanos adicionales, aunque con preferencia contiene exclusivamente los dos alcoxisilanos TEOS y MTEOS antes mencionados. Si la solucion A contiene alcoxisilanos adicionales, sus grupos alcoxi preferentemente no son metoxi. Cuando se usan alcoxisilanos con grupos metoxi, como, por ejemplo, metiltrimetoxisilano (MTMOS), se liberan durante la hidrolisis metanoles que generan vapores nocivos para la salud que no son deseados en la industria procesadora de disolventes o ya no estan permitidos por ley. Ademas, los metanoles presentan un punto de ignicion relativamente bajo. Los alcoxisilanos con grupos etoxi, en cambio, no liberan alcoholes nocivos para la salud durante la hidrolisis, por lo que son inocuos.

Los alcoxisilanos de la solucion A se presentan en un medio anhidro en forma no hidrolizada. Como disolvente se usa preferentemente un alcohol con un punto de ebullicion relativamente alto, como, por ejemplo, un glicol o un compuesto de glicol. Este puede ser, por ejemplo, etilenglicol o 2-butoxietanol. Aunque durante la hidrolisis se liberan alcoholes adicionales que influyen de forma decisiva en el punto de ignicion, el punto de ignicion de la solucion total se puede desplazar unos cuantos grados hacia arriba mediante la eleccion de un disolvente adecuado, como se ha descrito anteriormente, hasta que se situe por encima del valor lfmite de 21 °C conforme a ISO 13736 o ASTM D6450.

El barniz sol-gel se aplica o deposita convenientemente en forma de gel sobre el cuerpo del reflector o sobre la superficie correspondiente y a continuacion se somete a un proceso de endurecimiento y secado. Durante el proceso de endurecimiento se inicia una reaccion de condensacion en la que se forma un enlace siloxano (Si-O-Si) a partir de dos grupos Si-OH con disociacion de agua. A medida que avanza la polimerizacion, se crea una red de polioxisilanos que llevan asociados grupos alcoxi. El proceso de secado consiste en expulsar el agua y los alcoholes que quedan en el barniz sol-gel, endureciendose asf el barniz sol-gel y generandose una capa protectora anticorrosiva y resistente a la intemperie sobre la superficie del reflector o la capa de reflexion.

El recubrimiento se realiza convenientemente mediante un procedimiento continuo, por ejemplo aplicacion con pincel, aplicacion por laminado, centrifugacion, proyeccion, inmersion o recubrimiento por inmersion- extraccion. Los procedimientos de recubrimiento continuos especialmente preferidos son el procedimiento de bandas continuas o el procedimiento de barnizado de bandas, tambien denominado procedimiento de bobinas.

El reflector recubierto con el barniz sol-gel se seca o endurece convenientemente por radiacion, como radiacion UV, rayos catodicos, rayos laser, o por radiacion termica, como radiacion IR, o por calentamiento

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por conveccion o mediante una combinacion de los procedimientos de secado y endurecimiento antes mencionados.

La temperatura incrementada, medida en el cuerpo del reflector, para el secado o el endurecimiento del barniz sol-gel es convenientemente superior a 60°C, preferentemente superior a 150°C. Ademas, la temperatura incrementada es convenientemente inferior a 400°C, preferentemente inferior a 350°C. La temperatura incrementada se encuentra con especial preferencia entre 200°C y 320°C. La temperatura indicada es la denominada temperatura maxima del metal (PMT).

La temperatura incrementada puede actuar sobre el cuerpo, por ejemplo durante 5 segundos a 2 minutos. El barniz sol-gel se seca o endurece durante un periodo de tiempo preferentemente inferior a 90 segundos, en especial inferior a 60 segundos, y con preferencia superior a 10 segundos, en especial superior a 30 segundos. Cuando se usa radiacion IR, los tiempos de secado tienden a encontrarse en el intervalo inferior de los tiempos de permanencia indicados.

El calentamiento por conveccion se puede efectuar convenientemente aplicando gases calentados, como aire, nitrogeno, gases nobles o mezclas de ellos. La capa de barniz sol-gel se seca preferentemente en un horno continuo.

Los reflectores, por ejemplo en forma de hojas, bandas o chapas, tambien se pueden conformar una vez aplicada y secada la capa protectora. A partir de los reflectores se pueden elaborar, por ejemplo, concentradores solares cilmdrico-parabolicos. La conformacion practicamente no provoca grietas en la capa protectora.

Los reflectores de acuerdo con la invencion presentan un buen efecto protector contra la intemperie, la corrosion, la degradacion o el desgaste mecanico y/o presentan una alta resistencia a los aranazos. Practicamente no se produce enyesado. Si para la preparacion de los siloxanos se usa acido silfcico coloidal, se pueden realizar mayores grosores de capa, del orden de micrometros, en los que no se forman grietas, por ejemplo por contraccion de volumen, durante el proceso de secado y endurecimiento.

Los reflectores de acuerdo con la invencion permiten asimismo usar aleaciones de aluminio sin que estas se tengan que chapar o recubrir, por ejemplo, con aluminio puro o ultrapuro con el fin de obtener valores elevados de brillo y de reflexion total. Sin embargo, a diferencia de los reflectores de aluminio puro o ultrapuro, estos ultimos presentan resistencias bastante mayores, lo cual es indispensable para las mas diversas aplicaciones.

El reflector presenta una reflexion total segun DIN 5036, 3a parte, en particular una reflexion total en el intervalo de longitudes de onda visibles e infrarrojas, superior al 75 %, preferentemente superior al 80 % y en especial superior al 83 %.

Si el reflector contiene un sistema de capas adicional que aumenta la reflexion, la reflexion total mencionada supera el 75 %, preferentemente el 85 % y en especial el 90 %.

Si la superficie de aluminio del cuerpo del reflector se abrillanta previamente, el reflector presenta generalmente valores de brillo superiores al 73 % en el intervalo de longitudes de onda visibles segun DIN 67530. Si la superficie de aluminio del cuerpo del reflector no se abrillanta previamente, el reflector presenta generalmente valores de brillo superiores al 63 % en el intervalo de longitudes de onda visibles segun DIN 67530.

La reflexion total mencionada y el brillo del reflector de acuerdo con la invencion disminuyen menos del 5 %, en particular menos del 2 %, segun, por ejemplo, el ensayo QUV de 3000h (horas) y, en particular, en el ensayo QUV de 2000h.

El ensayo QUV es un ensayo de envejecimiento artificial para evaluar la resistencia a la intemperie de elementos de construccion y sus superficies en el exterior. El ensayo QUV fue introducido en 1969 por la empresa "Q-Panel", y actualmente es un metodo de ensayo normalizado a nivel internacional. El ensayo QUV utilizado en los presentes experimentos se realizo de acuerdo con las normas "Standard Practice for Operating Light- and Water-Exposure Apparatus (Fluorescent UV-Conden-sation Type) for Exposure of Nonmetallic Materials" de la American Society for Testing and Materials", o segun ASTM G 53-96.

El reflector de acuerdo con la invencion no presenta fenomenos de corrosion en el "ensayo de la corrosion filiforme" 1000h segun DIN EN ISO 3665. Ademas, la disminucion de la reflexion total y del brillo en el "ensayo de niebla salina con acido acetico" 1000h segun DIN 50021 ESS es menor del 5%, en especial menor del 2 %.

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Gracias a la capa protectora de sol-gel de polioxisilanos los reflectores de acuerdo con la invencion disponen tambien de una elevada dureza superficial. La capa protectora de sol-gel presenta convenientemente una dureza, medida segun el metodo "procedimiento de lapices de Wolf Wilburn" segun DIN 55350, parte 18, superior a "F", preferentemente superior a "H", en especial superior a "2H" y ventajosamente superior a "3H", entendiendose por superior una dureza mayor.

La capa de sol-gel se caracteriza asimismo por una excelente adhesion al cuerpo del reflector y/o a las capas situadas sobre el. El reflector de acuerdo con la invencion se puede fabricar de modo que la superficie reflectora de aluminio o de una aleacion de aluminio presente una rugosidad Ra inferior a 0,1 pm segun DIN 4761 a 4768 y el reflector contenga una capa protectora transparente exterior final de un polfmero con un grosor superior a 1 pm y la capa protectora se aplique sobre la superficie reflectora, la capa de pretratamiento o el sistema de capas de reflexion mediante un procedimiento de recubrimiento de bobinas continuo y la capa protectora del reflector se seque y endurezca en un horno continuo.

La velocidad de recubrimiento de las bandas en un procedimiento de bandas continuas asciende, por ejemplo, a unos 30 m/min.

El cuerpo del reflector se seca preferentemente en un horno continuo bajo la accion de radiacion termica y/o calor de conveccion, aplicando preferentemente gases calentados.

El recubrimiento se lleva a cabo convenientemente a temperatura ambiente, por ejemplo entre 10 y 30 °C, en especial entre 15 y 25 °C.

La presente invencion tambien comprende el uso de los reflectores de acuerdo con la invencion como reflectores para luz solar o artificial y radiacion infrarroja y como elementos conductores de luz para luz solar o artificial.

Los reflectores de acuerdo con la invencion son adecuados, por ejemplo, como reflectores o elementos conductores de luz en la luminotecnia y la tecnica de luminarias, como los reflectores en lamparas para puestos de trabajo con pantalla, lamparas primarias, lamparas secundarias, luminarias con optica de celosfa, techos luminosos o como rejillas que desvfan la luz.

Los reflectores de acuerdo con la invencion se pueden usar asimismo como reflectores solares en la tecnologfa solar, por ejemplo en la tecnologfa termosolar, como refuerzo solar en el ambito fotovoltaico, en centrales solares, como colectores solares concentradores de luz, en cocinas solares u hornos solares. Los reflectores de acuerdo con la invencion tambien se pueden usar como espejos ligeros, irrompibles y, dado el caso, calefactables para vehfculos o como reflectores en faros. Dichos reflectores tambien se pueden usar como elementos de fachada con propiedades reflectoras y/o con propiedades de brillo. Las superficies de aluminio, por ejemplo con brillo intenso o mate, estan selladas a prueba de corrosion gracias a la capa protectora de acuerdo con la invencion.

La radiacion IR, la luz visible y la radiacion UV cubren el intervalo de longitudes de onda de 10-8 m a 10-3 m.

A continuacion se describe la preparacion y fabricacion de una realizacion especialmente preferida de un barniz sol-gel con la ayuda de un ejemplo. Para ello se prepara una solucion A y una solucion B, pudiendose preparar la solucion B segun una primera y una segunda alternativa:

Solucion A:

200 g de alcohol isopropflico 150 g de tetraetoxisilano (TEOS)

458 g de metiltrimetoxisilano (MTEOS)

Solucion B:

solucion de TiO2 coloidal acuosa al 15 %

El pH de la solucion B se ajusta a aproximadamente 2,5 mediante la adicion de un acido, en especial acido mtrico (HNO3).

Segun la realizacion preferida, la preparacion del barniz sol-gel y el recubrimiento del cuerpo del reflector se lleva a cabo de la siguiente manera:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

A una solucion base A como se ha descrito anteriormente se anade bajo agitacion una solucion B en las proporciones antes indicadas. Las soluciones A y B se convierten, bajo agitacion continua, en una solucion mixta, liberandose calor a causa de la reaccion.

La solucion mixta se agita durante un periodo de tiempo determinado, por ejemplo durante 1 h a 10 h, preferentemente durante 4 a 8 h, en especial durante unas 6 h, al tiempo que se enfna. A continuacion se filtra la solucion mixta.

Una vez concluido el proceso de agitacion, el barniz sol-gel se puede aplicar sobre el cuerpo del reflector o las capas situadas sobre el mediante uno de los procedimientos antes mencionados, secar y endurecer a continuacion como se ha descrito anteriormente y decapar despues con una solucion alcalina acuosa formada, por ejemplo, por 2 g/l de Na3PO412 H2O, 0,3 g/l de NaCl y 12,7 g/l de NaOH.

Tras su preparacion y antes de su aplicacion sobre el cuerpo del reflector, el barniz sol-gel se deja reposar preferentemente durante unos pocos minutos a varias horas, preferentemente entre 1 y 24 h (horas), en especial entre 12 y 22 h y con especial preferencia durante aproximadamente 17 h.

La estructura de un reflector de acuerdo con la invencion se explica con mas detalle a continuacion con la ayuda del dibujo. Este muestra esquematicamente en

la fig. 1 una corte transversal a traves de un reflector de acuerdo con la invencion;

la fig. 2 un corte transversal a traves de una variante del reflector de la fig. 1;

la fig. 3 una red de polioxisilanos;

la fig. 4 un corte transversal a traves de un reflector de acuerdo con la invencion con una capa protectora autolimpiante antes del decapado;

la fig. 5 un corte transversal a traves de un reflector de acuerdo con la invencion con una capa protectora autolimpiante despues del decapado.

Un reflector 10 representado en la fig. 1 consta de un cuerpo de reflector 12, por ejemplo un producto laminado de aluminio con un grado de pureza >99,8 %. La superficie del cuerpo de reflector 12 esta desengrasada y dotada de una capa de pretratamiento 14 en forma de una capa de oxido generada por oxidacion anodica con un grosor de, por ejemplo 300 - 500 nm. Sobre la capa de pretratamiento 14 esta aplicada una capa protectora 16 en forma de una capa de barniz sol-gel compuesta por polioxisilanos con un grosor de 3 pm en la que se ha sustituido al menos una parte de las partfculas de SO2 por partfculas de TO2.

Un reflector 10 representado en la fig. 2 difiere del reflector 10 mostrado en la fig. 1 unicamente en que la capa protectora 16 se compone de dos subcapas 16a, 16b. La primera subcapa 16a consta de un barniz sol- gel con partfculas de SO2 como capa anticorrosiva. Sobre la primera subcapa 16a esta dispuesta una segunda subcapa 16b de un barniz sol-gel con partfculas de TO2 como capa autolimpiante.

La fig. 3 muestra la estructura de una red de polioxisilanos 18 con una red de silanos 20 en la que las partfculas de SO2 estan sustituidas, al menos parcialmente, por partfculas de TO2 22.

La fig. 4 muestra un reflector 10 de acuerdo con la fig. 1 con una capa protectora 16 de un barniz sol-gel formado por una red de silanos 20 con partfculas de TO2 22 como la que se representa en la fig. 3.

La fig. 5 muestra el reflector 10 de la fig. 4 despues del decapado de la superficie de la capa protectora 16. Despues del decapado, la superficie esta cubierta con partfculas de TO2 22 libres.

Claims (11)

10

15

20

25

30

2.

35

3.

40

4.

5. 45

6.

50

7.

55

8.

60

9.

REIVINDICACIONES

Procedimiento para la fabricacion de un reflector (10) resistente a la intemperie y a la corrosion para radiacion electromagnetica, en particular radiacion infrarroja, luz visible y radiacion ultravioleta, con una alta reflexion total, que contiene un cuerpo de reflector (12) de aluminio o de una aleacion de aluminio con una superficie reflectora, estando la superficie del cuerpo de reflector tratada previamente con aluminio obtenido por oxidacion anodica, el cual se genera directamente a partir del aluminio situado en la superficie del cuerpo de reflector y que presenta una capa de pretratamiento, conteniendo el reflector (10) una capa protectora (16) transparente exterior final formada por un barniz sol-gel con una red (18) de polioxisilanos sobre la que se produce la capa de pretratamiento, que incluye los siguientes pasos de procedimiento:

a) hidrolisis de una mezcla de una solucion A que contiene alcoxisilanos y una solucion B que contiene partfculas de TiO2 en solucion coloidal o partfculas de TO2 y SO2 en solucion coloidal; o hidrolisis de una mezcla de una solucion A que contiene alcoxisilanos y una solucion B que contiene acido silfcico coloidal disuelto en agua y adicion de partfculas de TO2 a la mezcla hidrolizada;

b) aplicacion de la mezcla hidrolizada sobre la superficie libre del cuerpo de reflector (12);

c) endurecimiento y secado de la capa de barniz sol-gel;

d) decapado de la capa de barniz sol-gel para exponer las partfculas de TO2 en la superficie de la capa protectora (16),

de manera que

a) la superficie de la capa protectora este cubierta, al menos parcialmente, con partfculas de TO2 libres para generar un efecto autolimpiante,

b) las partfculas de TO2 esten presenten en la modificacion anatasa y confieran propiedades hidrofilas a la superficie de la capa protectora.

Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la hidrolisis es catalizada por acido y la solucion B es una solucion acuosa.

Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, en el que la solucion A es una solucion con un primer y un segundo alcoxisilano y un disolvente miscible con la solucion Ay el primer alcoxisilano es un tetraetoxisilano (TEOS) y el segundo alcoxisilano se describe mediante la formula XnSi(OC2H5)4-n, en la que X representa un resto organico y n es un numero de 0 a 3.

Procedimiento segun la reivindicacion 3, en el que el segundo alcoxisilano es un metiltrietoxisilano (MTEOS).

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la solucion B es una solucion acuosa acida con un pH <7.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el disolvente de la solucion A es un disolvente polar, tal como alcohol o acetato de etilo, y en el que, en particular, el disolvente alcoholico contiene o se compone de un glicol o de un compuesto de glicol y es, en especial, un etilenglicol o butoxietanol.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la capa protectora (16) comprende una primera subcapa (16a) de un barniz sol-gel con partfculas de SO2 como capa anticorrosiva y, dispuesta sobre la primera subcapa (16a), una segunda subcapa (16b) de un barniz sol-gel con partfculas de TO2 como capa autolimpiante.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la capa protectora (16) presenta, en estado endurecido, un grosor de al menos 1 pm, preferentemente de al menos 2 pm, y como maximo de 20 pm o como maximo de 10 pm o como maximo de 5 pm.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el reflector (10) contiene un cuerpo de reflector (12) de aluminio y/o un recubrimiento de aluminio y el material de aluminio del cuerpo de reflector (12) y/o del recubrimiento presenta un grado de pureza superior al 99,5 % o superior al 99,7 % o superior al 99,8 %.

10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la capa de pretratamiento (14) es

una capa de oxido generada por oxidacion anodica en un electrolito resolubilizador o no

resolubilizador o una capa de oxido porosa generada por oxidacion anodica en un electrolito resolubilizador o una capa de oxido porosa no compactada y la capa protectora (16) se aplica

5 directamente sobre la capa de oxido.

11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la capa de pretratamiento (14)

presenta un grosor de al menos 10 nm o de al menos 20 nm o de al menos 50 nm o de al menos 100 nm y un grosor de como maximo 5000 nm o como maximo 500 nm.