Complejos de peróxido de hidrógeno y su uso en un sistema de curado de adhesivos anaerobios.

Un sistema anaerobio de curado que comprende:

uno o más componentes anaerobios de curado seleccionados del grupo constituido por sacarina,

toluidinas, acetil fenil hidrazina, y ácido maleico; y,

un complejo que comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:**Fórmula**

en la que: X se selecciona del grupo constituido por**Fórmula**

-C(R3)3, -C≡C(R3), -O(R3), y -S(R3), y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo constituido por H, grupos alquilo, alquenilo, grupos alquinilo C2-C8, aralquilo, arilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclilo, y grupos cicloalquilo saturados que tienen de 3 a 20 átomos de carbono en el anillo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico, o X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:**Fórmula**

en la que: R1 es un grupo alquilo; R2 y R3 se seleccionan independientemente entre H y grupos alquilo, pero en la que al menos un R3 es un grupo alquilo.

Complejos de peróxido de hidrógeno y su uso en un sistema de curado de adhesivos anaerobios

CAMPO

La presente invención se refiere a complejos de peróxido de hidrógeno y a composiciones anaerobias curables que emplean estos complejos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA RELACIONADA

Las composiciones anaerobias adhesivas son muy conocidas por su capacidad para permanecer en estado líquido no polimerizado en presencia de oxígeno y curar a estado sólido tras la exclusión del oxígeno. Los primeros trabajos sobre las composiciones anaerobias adhesivas se concentraron en el desarrollo de un sistema de curado que mejorase la velocidad y/o fuerza de unión de la composición adhesiva. Se han desarrollado diversos sistemas de curado para composiciones anaerobias adhesivas que se centran principalmente en un comportamiento eficaz de la reacción redox, que es la base de la química anaerobia.

Las composiciones anaerobias en general contienen monómeros funcionales (met)acrílicos, un iniciador orgánico hidroperoxi o peréster, acelerantes tales como sacarina y/o dimetil-p-toluidina, estabilizantes tales como hidroquinona u otros estabilizantes fenólicos y quelantes metálicos tales como EDTA sódico. Los expertos en la materia saben que los peróxidos sirven como fuente de generación de radicales libres que inician la curación por radicales libres de composiciones de monómeros adhesivos anaerobios polimerizables. Son ilustrativos de dichos iniciadores los diacil peróxidos tales como benzoil peróxido; dialquil peróxidos tales como di-terc-butil peróxido; peróxidos de cetona tales como peróxido de metiletilcetona; y perésteres que se hidrolizan fácilmente, por ejemplo, peracetato de tere-butilo, perbenzoato de tere-butilo y diperftalato de di-terc-butilo.

Una clase particularmente útil de iniciadores peroxi es la de los hidroperóxidos orgánicos tales como hidroperóxido de eumeno ("CHP"), hidroperóxido de metiletilcetona, hidroperóxido de tere-butilo ("TBH") e hidroperóxido de metiletilcetona. Entre ellos, el hidroperóxido de eumeno es particularmente popular. No obstante, los iniciadores peroxi usados actualmente en la técnica adolecen de varias carencias. Por ejemplo, los hidroperóxidos de alquilo, tales como el hidroperóxido de eumeno, tiene un olor desagradable distintivo. Además, existe preocupación acerca de la toxicidad del hidroperóxido de eumeno. Por ejemplo, el documento de Estados Unidos 4.446.246 desvela sistemas catalizadores y un método para la curación de una composición etilénicamente insaturada curable por peróxido (por ejemplo, acrílica o vinílica) en la que el sistema catalizador es una combinación del agente de curado peróxido y un activador de Cu+1 o una combinación de un agente de curado de peróxidos y un sistema activador que comprende un alcohol furfurílico y un catalizador ácido.

Independientemente del estado de la técnica, hay un deseo permanente de encontrar tecnologías alternativas para los iniciadores peroxi y composiciones anaerobias para diferenciar los productos existentes, superar las carencias de la técnica y ofrecer garantías en caso de escasez o falta de suministro de materias primas. Por consiguiente, sería deseable identificar nuevos materiales que funcionen como iniciador peroxi y que se puedan usar en composiciones curables anaerobiamente.

En algunas realizaciones no limitantes, se proporciona un sistema de curado aeróbico, que comprende uno o más componentes de curado anaerobios seleccionados del grupo constituido por sacarina, toluidinas, acetil fenilhidrazina, y ácido maleico; y, un complejo que comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

O

I

R2

m

en la que: X se selecciona del grupo constituido por

>

-C(R3)3, -CeC(R3), -(R3), y -S(R3), y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo constituido por H, grupos alquilo, alquenilo, grupos alquinilo C2-C8, aralquilo, arilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclilo, y grupos cicloalquilo saturados que tienen de 3 a 2 átomos de carbono en el anillo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico, o X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:

en la que: R1 es un grupo alquilo; R2 y R3 se seleccionan Independientemente entre H y grupos alquilo, pero en la que al menos un R3 es un grupo alquilo.

En algunas realizaciones no limitantes se proporciona una composición anaerobia curable que comprende: un componente de (met)acrilato; y, un complejo que comprende peróxidos de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

(1)

en la que: X se selecciona del grupo constituido por

R3

-------C = C(R3)j,

-C(R3)3, -CeC(R3), -(R3), y -S(R3), y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo constituido por H, grupos alquilo, alquenilo, grupos alquinilo C2-C3, aralquilo, arilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclilo, y grupos cicloalquilo saturados que tienen de 3 a 2 átomos de carbono en el anillo, o R2 y un R3 opclonalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico, o X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:

O

R3

R3 R2

en la que: R1 es un grupo alquilo; R2 y R3 se seleccionan Independientemente entre Fl y grupos alquilo, pero en la que al menos un R3 es un grupo alquilo.

En algunas realizaciones no limitantes, se proporciona un método de preparación de una composición anaerobia curable, que comprende la etapa de mezclar juntos un componente de met(acrilato) y un sistema anaerobio de curado que comprende un complejo de peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

O

N

*

R1

R2

(I)

en la que X es:

R3

------C=C(R3),,

-C(R3)3, -CeC(R3), -(R3), -N(R3)2i o -S(R3); y cada R1, R2 y R3 se selecciona Independientemente entre H, alquilo alquenilo, alqulnllo, aralquilo, arllo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heteroclclllo, y cicloalquilo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico.

En algunas realizaciones no limitantes, se proporciona un método de unión de dos o más sustratos, que comprende las etapas de: (a) proporcionar al menos dos sustratos; (b) dispensar sobre una superficie de uno o de ambos de los al menos dos sustratos que comprenden una composición adhesiva: (1) un complejo que comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

O

X

N

I

R1

R2

(I)

en la que X es:

R3

---------------C=C(R\,

-C(R3)3, -CeC(R3), -(R3), -N(R3)2i o -S(R3); y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente entre H, alquilo alquenilo, alquinilo, aralquilo, arilo, heteroarilo heteroarilalquilo, heterociclilo, y cicloalquilo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico; y (2) un componente de (met)acrilato; (c) la puesta en contacto de las superficies de los al menos dos sustratos sobre los que se disponen la composición adhesiva; y (d) la exposición de la composición adhesiva a condiciones de curado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

El resumen anterior, así como la siguiente descripción detallada, se entenderán mejor cuando se lean junto con los dibujos adjuntos. En los dibujos:

La FIG. 1 representa un espectro de RMN 1H de un complejo de N-metil pirrolidinona + H22 del Ejemplo 3 de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 2 representa un espectro de IR de un complejo de N-metil pirrolidinona + H22 del Ejemplo 3 de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 3 representa una estructura representativa de un complejo de urea + H22, así como esquemas de síntesis para llegar a un complejo de N,N-dimetilurea + H22 y un complejo de tetrametilurea + H22.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Además de en los ejemplos de trabajo, o donde se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades de principios, condiciones térmicas, etc., usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones se debe entender que están modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos expuestos en la siguiente memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se busca obtener mediante la presente invención. Al menos, todo parámetro debe interpretarse por lo menos... [Seguir leyendo]

1. Un sistema anaerobio de curado que comprende:

uno o más componentes anaerobios de curado seleccionados del grupo constituido por sacarina, toluidinas, acetil fenil hidrazina, y ácido maleico; y,

un complejo que comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

(

en la que: X se selecciona del grupo constituido por

R3

------C = C(R3)2,

-C(R3)3, -CeC(R3), -(R3), y -S(R3), y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo constituido por H, grupos alquilo, alquenilo, grupos alquinilo C2-C8, aralquilo, arilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclilo, y grupos cicloalquilo saturados que tienen de 3 a 2 átomos de carbono en el anillo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico, o X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:

O

R3N

NR1

R3 R2

en la que: R1 es un grupo alquilo; R2 y R3 se seleccionan independientemente entre Fl y grupos alquilo, pero en la que al menos un R3 es un grupo alquilo.

2. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 1, en el que el peróxido de hidrógeno está presente en una cantidad que varía de ,33 a 2, equivalentes en base a los equivalentes totales del complejo.

3. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 1, en el que X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:

O

R3N NR1

R3 R2

en la que R1 y al menos un R3 se seleccionan independientemente entre grupos alquilo C1-C3.

4. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 1, en el que X es

R3

I

-----C=C(R3)2f

y la Fórmula I está representada por la estructura:

C(R3)

en la que cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente entre hidrógeno y grupos alquilo.

5. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 1, en el que X es -C(R3)3.

6. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 5, en el que un R3 y R2 se toman juntos para formar un anillo alicíclico C2-C6, y la Fórmula I está representada por la siguiente estructura:

R1

7. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 6, en el que R1 se selecciona entre H y alquilo.

8. El sistema anaerobio de curado de la reivindicación 1, en el que el complejo comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto seleccionado del grupo constituido por: urea N-sustituida, pirrolidinona N-sustituida, y acrilamida N-sustituida.

9. Una composición anaerobia curable que comprende: un componente de (met)acrilato; y,

un complejo que comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

X

N'

R1

R2

(I)

en la que: X se selecciona del grupo constituido por

R3

I

------C = C(R3),,

-C(R3)3i -C=C(R3), -(R3), y -S(R3), y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo constituido por H, grupos alquilo, alquenilo, grupos alquinilo C2-C8, aralquilo, arilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclilo, y grupos cicloalquilo saturados que tienen de 3 a 2 átomos de carbono en el anillo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico. o X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:

O

R3N NR1

R3 R2

en la que: R1 es un grupo alquilo; R2 y R3 se seleccionan independientemente entre H y grupos alquilo, pero en la que al menos un R3 es un grupo alquilo.

1. La composición de la reivindicación 9, en la que el componente de (met)acrilato comprende compuestos representados por H2C=CGC2R4, en la que G es un miembro seleccionado del grupo constituido por hidrógeno, halógeno y alquilo que tiene de 1 a cuatro átomos de carbono aproximadamente y R4 es un miembro seleccionado del grupo constituido por alquilo, cicloalquilo, alquenilo, cicloalquenilo, alcarilo, y grupos arilo que tienen de 1 a 16 átomos de carbono aproximadamente, con o sin sustitución o interrupción por un miembro seleccionado del grupo constituido por silano, silicio, oxígeno, halógeno, carbonilo, hidroxilo, áster, ácido carboxílico, urea, uretano, carbamato, amina, amida, azufre, sulfonato, y sulfona.

11. La composición curable de la reivindicación 9, en la que el componente de (met)acrilato comprende miembros seleccionados del grupo constituido por (met)acrilatos de silicona, di(met)acrilatos de polietilenglicol, (met)acrilatos de bisfenol-A, (met)acrilatos de bisfenol-A etoxilado, (met)acrilatos de bisfenol-F, (met)acrilatos de bisfenol-F etoxilado, (met)acrilatos y di(met)acrilatos de tetrahidrofurano, (met)acrilato de hidroxipropilo, di(met)acrilato de hexanodiol, y tri(met)acrilato detrimetilol propano.

12. La composición de la reivindicación 9, en la que el complejo está presente en una cantidad de entre el ,1 y 1 % en peso en base al peso total de la composición.

13. Un método de preparación de una composición anaerobia curable, que comprende la mezcla de un componente de met(acrilato) y un complejo que comprende peróxido de hidrógeno y al menos un compuesto representado por la Fórmula I:

O

A

X N

R2

en la que: X se selecciona del grupo constituido por

R3

(

C=C(R3)2,

-C(R3)3i -CeC(R3), -(R3), y -S(R3), y cada R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo constituido por H, grupos alquilo, alquenilo, grupos alquinilo C2-C8 no interrumpidos, aralquilo, arilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclilo, y grupos cicloalquilo saturados que tienen de 3 a 2 átomos de carbono en el anillo, o R2 y un R3 opcionalmente se toman juntos para formar un anillo alicíclico, o X es -N(R3)2 y la Fórmula I está representada por la estructura:

en la que: R1 es un grupo alquilo; R2 y R3 se seleccionan Independientemente entre H y grupos alquilo, pero en la que al menos un R3 es un grupo alquilo.

14. Un método para unir dos o más sustratos, que comprende:

(a) proporcionar al menos dos sustratos;

(b) dispensar sobre una superficie de uno o ambos de los al menos dos sustratos una composición adhesiva de

la reivindicación 9;

(c) poner en contacto las superficies de los al menos dos sustratos sobre los que se disponen la composición adhesiva; y,

(d) exponer la composición adhesiva a condiciones de curado.