POLISILOXANOS MODIFICADOS POR ORGANOSILANOS, PARA LA UTILIZACIÓN EN LA MODIFICACIÓN DE SUPERFICIES.

Polisiloxanos modificados por organosilanos, de la siguiente fórmula:

en donde x = 0 a 200, y = 5 a 100, z = hasta 50 y p = 1 a 25; R 1 , R 2 , R 3 , R 4 y R 5 son, independientemente entre sí, radicales alquilo saturados o insaturados, de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono y/o radicales arilo con 6 a 9 átomos de carbono; R 6 representa un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 6 a 22 átomos de carbono; R 7 está presente y representa un radical -(CH2)s-M-Z, en donde s es 2 a 20, M es un grupo alifático, que contiene, al menos un grupo -O-CO- o -CO-O- y eventualmente grupos éter, y Z representa hidrógeno, -CO-CH3 o un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono; R 8 es un radical -(CH2)n-Si(R 11 )v(R 12 )3-v, en donde v es 0, 1 o 2, n es 2 a 16, R 11 representa un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono y R 12 es un radical seleccionado del conjunto de OR 13 , O-CO-R 13 o halógeno, en donde R 13 es un radical aromático o un radical alquilo de cadena lineal, de cadena ramificada o cíclico con 1 a 6 átomos de carbono, que eventualmente contiene grupos éter y/o tioéter; y R 9 y R 10 tienen, independientemente entre sí, el significado de R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 o R 8

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La presente invención comprende polisiloxanos modificados por organosilanos, con grupos organosilanos enlazados a través de átomos de carbono, cuya obtención así como utilización para la modificación de superficies, especialmente, la modificación de superficies de partículas finas, como superficies de pigmentos, materiales de relleno y fibras de vidrio.

Es conocido el procedimiento para revestir pigmentos, materiales de relleno y fibras de vidrio con polímeros orgánicos, polidimetilsiloxano y organosilanos, para obtener una mayor compatibilidad de los pigmentos y materiales de relleno normalmente hidrófilos en medios orgánicos como barnices, colores de dispersión, cintas magnéticas y plásticos.

A través del tratamiento con sustancias orgánicas, generalmente los materiales se hacen hidrófobos u organófilos y se adaptan mejor al sistema en el cual se desea utilizarlos. Esto se demuestra en los pigmentos en una mejor compatibilidad en comparación con el medio, una dispersión más ligera y un mayor rendimiento de color. Los pigmentos y materiales de relleno presentan una menor tendencia a la aglomeración y a la formación de polvo.

La memoria EP 0 373 426 A2 describe el revestimiento de pigmentos con poliorganosiloxanos, que no portan grupos reactivos y que son aplicados en cantidades de 0,1 por ciento en peso hasta, como máximo, 5 por ciento en peso sobre los pigmentos. Estos poliorganosiloxanos contienen, por molécula, al menos un alquilo Si y/o un grupo arilo Si con 9 a 25 átomos de carbono, en donde estos grupos están presentes en 7 a 70 por ciento en peso en el polisiloxano y los demás grupos contienen 1 a 8 átomos de carbono.

Los polisiloxanos descritos en las memorias DE 4 140 793 C1, DE 4 140 794 C1 y EP 0 725 115 A1 presentan grupos éster y epoxi mejoradores de la compatibilidad, o grupos alquilo-arilo en la molécula de poliorganosiloxano. De esta manera se desea mejorar, por ejemplo, la estabilidad de temperatura del material de relleno revestido. La desventaja de este procedimiento es que los organopolisiloxanos no pueden hacerse reaccionar con el pigmento o el material de relleno y, por ello, no se realiza un enlace estable a la migración con el pigmento o el material de relleno.

En la memoria US 5 631 310 se utilizan organoalqulsilanos de cadena larga para el tratamiento de pigmentos. Se utiliza, por ejemplo, una combinación de octiltrietoxisilano con un polidimetilsiloxano. La ventaja de este tratamiento con alquilosilanos de cadena larga es que a través de la hidrólisis de los alcoxisilanos en el pigmento se lleva a cabo un enlace estable del radical alquilsililo y se desea excluir de ese modo una posterior migración. La desventaja de este procedimiento es, sin embargo, que en el caso de la hidrólisis de los organoalquilsilanos se liberan cantidades relativamente grandes de alcohol de bajo peso molecular. Por cada grupo alquilo de cadena larga aplicado se liberan dos a tres moléculas de metanol o etanol. Esto es desventajoso en el proceso, dado que se deben eliminar los alcoholes y la eficiencia del revestimiento efectuado del pigmento es económicamente desventajoso.

En la memoria EP 0 257 423 se describen pigmentos magnéticos y de color revestidos con organopolisiloxanos, que además de diferentes sustituyentes de alquilo y arilo presenten átomos de hidrógeno reactivos en el polisiloxano. La desventaja de este procedimiento es que en el revestimiento se forma hidrógeno, lo cual hace necesarias medidas de precaución especiales debido al peligro de explosión en la producción de los pigmentos y materiales de relleno revestidos a escala industrial.

Sorprendentemente, se comprobó que las desventajas descritas se pueden evitar con un revestimiento de superficies con polisiloxanos modificados con organosilanos especiales.

La presente invención presenta por ello los polisiloxanos modificados por organosilanos, de la siguiente fórmula:

**(Ver fórmula)**

en donde x= 0 a 200, y = 5a 100, z = hasta50 y p =1 a25;

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R1, R2, R3, R4 y R5 son, independientemente entre sí, radicales alquilo saturados o insaturados, de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono y/o radicales arilo con 6 a 9 átomos de carbono;

R6 representa un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 6 a 22 átomos de carbono;

R7 está presente y representa un radical -(CH2)s-M-Z,

en dondes es 2a 20,

M es un grupo alifático,

que contiene, al menos un grupo -O-CO-o -CO-O-y eventualmente grupos éter, y

Z representa hidrógeno, -CO-CH3 o un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono;

R8 es un radical -(CH2)n-Si(R11)v(R12)3-v,

en donde v es 0,1 o2,

n es 2 a16,

R11 representa un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono y

R12 es un radical seleccionado del conjunto de OR13, O-CO-R13 o halógeno,

en donde R13 es un radical aromático o un radical alquilo de cadena lineal, de cadena ramificada o cíclico con 1 a 6 átomos de carbono, que eventualmente contiene grupos éter y/o tioéter; y

R9 y R10 tienen, independientemente entre sí, el significado de R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 o R8.

Los polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a la invención reúnen las características positivas de los polisiloxanos conocidos y presentan la ventaja de que gracias a las cantidades reducidas de grupo alcoxisilano, grupo clorosilano o acetoxisilano por unidad de alquilpolisiloxano aplicadas sobre los pigmentos o el material de relleno sólo se liberan cantidades reducidas de componentes volátiles orgánicos, como cloruro de hidrógeno, ácido acético o alcoholes, como metanol o etanol. En el caso de la liberación de alcoholes, las cantidades de alcohol por grupo alquilo aplicado son de hasta un 99 % inferiores que, por ejemplo, en la aplicación de octiltrietoxisilano.

En modos de realización preferidos de la presente invención, x = 0 a 100, y = 5 a 50 y/o z =hasta 25 y p = 2 a 4, en donde la suma de x, y, z y p es, preferentemente, de 20 a 60.

Las "unidades" x, y, z y p pueden hallarse presentes en la fórmula general en una distribución estadística, en cualquier orden. Como "unidades" se entienden aquí los fragmentos de moléculas entre corchetes de la fórmula general. La "unidad" x es, por tanto, por ejemplo [(SiO)R1R5], en donde la molécula x contiene las "unidades" x.

Si x, y, z y p son mayores que 1, entonces en las "unidades" individuales x, y, z y p pueden hallarse diferentes R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 o R8.

Es especialmente ventajoso si en la fórmula general los radicales R1, R2, R3, R4, R9 y R10 son, independientemente entre sí, radicales alquilo de cadena lineal con 1 a 4 átomos de carbono. Entre ellos son especialmente preferidos los grupos metilo y etilo, en donde los grupos metilo deben ser priorizados.

Como descrito anteriormente, los radicales alquilo R6 pueden ser de cadena lineal o de cadena ramificada. Ejemplos de radicales R6 de cadena lineal son radicales hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo y octadecilo. Los radicales alquilo R6 de cadena ramificada pueden ser, por ejemplo, radicales 3-butilhexilo y 4-propiloctilo. Los radicales alquilo R6 de cadena lineal preferidos son, por ejemplo, radicales n-hexilo-, n-octilo y n-decilo, asimismo, también se pueden hallar presentes mezclas de dichos radicales.

Los radicales R6 pueden ser obtenidos, por ejemplo, por procedimientos conocidos mediante fijación por adición de compuestos insaturados, por ejemplo, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-hexadeceno y 1-octadeceno en polisiloxanos que contienen SiH, mediante catalizadores adecuados, por ejemplo, ácido hexacloroplatínico,

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catalizador Speyer, el complejo platino-diviniltetrametildisiloxano o en presencia de compuestos de platino aplicados sobre materiales portantes.

Las condiciones de hidrosililación son conocidas. Preferentemente, la temperatura de hidrosililación se encuentra entre la temperatura ambiente y los 200 °C, prefere ntemente, entre 50 y 150 °C, según el catalizador u tilizado.

El... [Seguir leyendo]

1. Polisiloxanos modificados por organosilanos, de la siguiente fórmula:

**(Ver fórmula)**

en donde 5 x= 0 a 200, y = 5a 100, z = hasta50 y p =1 a25;

R1, R2, R3, R4 y R5 son, independientemente entre sí, radicales alquilo saturados o insaturados, de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono y/o radicales arilo con 6 a 9 átomos de carbono; R6 representa un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 6 a 22 átomos de carbono; R7 está presente y representa un radical -(CH2)s-M-Z, en dondes es 2a 20, M es un grupo alifático, que contiene, al menos un grupo -O-CO-o -CO-O-y eventualmente grupos éter, y Z representa hidrógeno, -CO-CH3 o un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de

carbono; R8 es un radical -(CH2)n-Si(R11)v(R12)3-v, en donde v es 0,1 o2, n es 2 a16, R11 representa un radical alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con 1 a 4 átomos de carbono y R12 es un radical seleccionado del conjunto de OR13, O-CO-R13 o halógeno, en donde R13 es un radical aromático o un radical alquilo de cadena lineal, de cadena ramificada o cíclico con 1 a 6 átomos de carbono, que eventualmente contiene grupos éter y/o tioéter; y R9 y R10 tienen, independientemente entre sí, el significado de R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 o R8.

2. Polisiloxanos modificados por organosilanos, acorde a la reivindicación 1, en donde x = 0 a 100 y/o y = 5 a 50 y/o z =hasta25 y/op = 2a 4y/o la suma de x, y, z y p es 20 a60.

3. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a una de las reivindicaciones 1 o 2, en donde R1, R2, R3, R4, R9 y R10 son, independientemente entre sí, radicales alquilo de cadena lineal con 1 a 4 átomos de carbono.

4. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a la reivindicación 3, en donde R1, R2, R3, R4, R9 y R10 son metilo o etilo.

5. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 1 a 4, en donde R6 30 representa n-hexilo, n-octilo o n-decilo.

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6. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 1 a 5, en donde R7 representa un radical -(CH2)3-O-(CO-(CH2)n-O)m-Z, -(CH2)2-O-(CH2)4-O-(CO-(CH2)n-O)m-Z o -(CH2)r-CO-OR14 , en donden = 4 o 5,m = 1 a 20,Z = H, -CO-CH3 o CH3, r = 3 a 20, y R14 es un radical alquilo de cadena lineal ode cadena ramificada con 1 a 18 átomos de carbono.

7. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a la reivindicación 6, en donde R7 se incorpora a través de la adición de un compuesto de una lactona con un alcohol insaturado etilénicamente.

8. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 1 a 7, en donde R8 se incorpora a través de la adición de un silano, que porta, al menos, un grupo R12 hidrolizable de enlace SI y que presenta un grupo y enlace olefínico terminal.

9. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a la reivindicación 8, en donde el grupo con enlace olefínico terminal es un grupo alilo o vinilo.

10. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 8 o 9, en donde R12 está seleccionado del conjunto de halógeno, halógeno alquilo con 1 a 3 átomos de carbono, OR13 y O-CO-R13 , en donde R13 es fenilo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo o terc-butilo y, R13 contiene, eventualmente, grupos éter y/o tioéter.

11. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a la reivindicación 10, en donde el halógeno representa cloro, bromo o yodo.

12. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 8 a 11, cuyos grupos hidrolizables están convertidos total o parcialmente.

13. Procedimiento para la obtención de polisiloxanos modificados por organosilanos, de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los radicales R6, R7 y R8 son introducidos mediante una hidrosililación en un polisiloxano que contiene SiH y que, preferentemente, ya porta los radicales R1, R2, R3, R4, R5, R9 y/o R10 .

14. Procedimiento acorde a la reivindicación 13, en donde la introducción de los radicales R6, R7 y R8 se lleva a cabo en un solo paso.

15. Procedimiento acorde a la reivindicación 13, en donde primero sólo se convierte una parte de los grupos SiH del polisiloxano que contiene SIH, en los radicales R6, R7 y/o R8 y en otro paso, se lleva a cabo la conversión de los demás grupos SIH restantes en radicales R6.

16. Procedimiento acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 13 a 15, en donde los compuestos utilizados para la introducción del radical R6, son eliminados por destilación en el caso de utilizarse en una cantidad excedente.

17. Procedimiento acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 13 a 16, en donde la hidrosililación se lleva a cabo a una temperatura de entre la temperatura ambiente y 200 °C en presencia de un catalizador.

18. Utilización de polisiloxanos modificados por organosilanos de las reivindicaciones 1 a 12, u obtenidos acorde a un procedimiento acorde a las reivindicaciones 13 a 17, para la modificación de superficies.

19. Utilización acorde a la reivindicación 18, en donde la modificación de superficies es estable a migraciones.

20. Utilización acorde a una de las reivindicaciones 18 o 19, en donde la modificación de superficies comprende el revestimiento de las superficies con pigmentos orgánicos o inorgánicos y/o materiales de relleno.

21. Utilización acorde a una de las reivindicaciones 18 o 19, en donde la modificación de superficies comprende el revestimiento de las superficies macroscópicamente planas, especialmente, protección de fachadas y de estructuras.

22. Pigmentos, materiales de relleno o superficies microscópicamente planas revestidas con polisiloxanos modificados por organosilanos de las reivindicaciones 1 a 12, u obtenidos acorde a un procedimiento acorde a las reivindicaciones 13 a 17.

23. Polisiloxanos modificados por organosilanos acorde a la reivindicación 1, en donde z = 1 a 50.