Composiciones adhesivas sensibles a la presión de silicona de auto-reticulación, proceso para la preparación y artículos preparados a partir de ellas.

Una composición adhesiva sensible a la presión de silicona que comprende

(A) un producto de reacción de una mezcla que comprende

(i) una resina que comprende unidades de R1

3SiO1/2 ("M") y unidades de SiO4/2 ("Q"),

en las que cada R1 es independientemente un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono;

en la que la resina comprende de un 70 % en moles a un 99 % en moles de radicales hidroxilo y de un 1 % en moles a un 30 % en moles de radicales de hidruro, basándose en los moles totales de los radicales de hidroxilo e hidruro de la resina;

en la que los radicales hidroxilo se unen directamente a los átomos de silicio de las unidades Q; y los radicales hidruro se unen a los átomos de silicio de las unidades Q por medio de radicales -OSiHR5 2, en donde R5 es un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono;

y

(ii) uno o más poliorganosiloxanos con funcionalidad vinilo; y

(B) un catalizador de hidrosilación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/068149.

Solicitante: MOMENTIVE PERFORMANCE MATERIALS INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 260 Hudson River Road Waterford, NY 12188 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GRISWOLD,ROY M.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > Adhesivos a base de compuestos macromoleculares obtenidos... > C09J183/04 (Polisiloxanos)

PDF original: ES-2549146_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composiciones adhesivas sensibles a la presión de silicona de auto-reticulación, proceso para la preparación y artículos preparados a partir de ellas Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento adhesivas sensibles a la presión de silicona de auto-reticulación. Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones de silicona aptas para curado de adición que tienen reticulación controlable y, de este modo, propiedades de pos-curado estables. La presente invención también se refiere a procesos de preparación de las composiciones, y a artículos que contienen un sustrato que tiene las composiciones adheridas al mismo.

Antecedentes de la invención Los adhesivos sensibles a la presión (PSA) , tal y como se definen por medio del Pressure-Sensitive Tape Council, son materiales que tienen una adherencia permanente y agresiva, se adhieren con presión de contacto mínima, no requieren activación por medio de fuente de energía, tienen resistencia a la cizalla suficiente bajo carga y resistencia cohesiva suficiente para una retirada limpia de los adherentes. Existen varias clases de adhesivos sensibles a la presión, siendo las siliconas una de ellas.

Normalmente, los PSA de silicona experimentan curado bien por medio de radicales de peróxido o bien a través de una reacción de adición entre un polímero/oligómero de siloxano que contiene vinilo y un oligómero de siloxano que contiene hidruro. El curado con peróxido tiende a producir sub-productos que pueden afectar a la claridad óptica de los adhesivos. Por consiguiente, los PSA aptos para curado con peróxido no resultan apropiados para su uso en construcción de pantallas electrónicas, tales como teléfonos móviles, sistemas de navegación por GPS y pantallas de televisión, en los cuales la claridad resulta esencial. En comparación con los PSA aptos para curado con peróxido, los PSA de silicona aptos para curado por adición normalmente no contienen sub-productos que afectan a la claridad óptica de los adhesivos, resultando de este modo apropiados para su uso en construcción de pantallas electrónicas de laminado de multicapa.

Los PSA de silicona aptos para curado por adición se conocen en la técnica y se han descrito, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos nº 3.983.298; 4.774.297; 4.988.779; 5.169.727; 5.248.739; 6.466.532; 5.576.110 y el documento JP 8209104. No obstante, estos PSA aptos para curado por adición de la técnica anterior están basados en mezclas de multi-componente para lograr las propiedades adhesivas necesarias de adherencia, adhesión de despegado y resistencia cohesiva. Como tal, la reticulación de requisito ha resultado impredecible y las propiedades adhesivas de los PSA tras curado han resultado inestables.

Se han llevado a cabo intentos para solucionar los problemas asociados con los PSA de silicona aptas para curado por adición. De manera ilustrativa, el documento US 20050113513 de Griswold divulga una composición de PSA de silicona apta para curado por adición que contiene un componente apto para auto-reticulación y un catalizador de hidrosilación. De acuerdo con Griswold, el componente apto para curado por reticulación se puede preparar por medio de (1) condensación de un copolímero resinoso o resina de silicona soluble aromática con un polidiorganosiloxano que contiene alquenilo, y (2) reacción del producto de reacción de condensación con un agente sililante para proteger los grupos silanol que quedan de la reacción de condensación con el fin de forma grupos de hidrógeno con enlace de silicio usando como ejemplo 1, 1, 3, 3-tetrametildisilazano.

No obstante, un inconveniente del proceso es que tras la reacción de condensación, no todos los grupos silanol restantes resultan accesibles para la sililación debido al impedimento estérico. Además, como se muestra en los ejemplos 4 y 5 de la publicación '513 tras la reacción de adición, las concentraciones de silicio-hidruro fueron elevadas debido al grupo hidruro que está impedido estéricamente para la reacción de hidrosilación con los grupos vinílicos sobre el polímero/oligómero. Esta limitación evita un medio eficaz para controlar la densidad de reticulación y, por tanto, la resistencia cohesiva para un adhesivo sensible a la presión. Además, los grupos de hidruro-silicio residuales afectan a la estabilidad de las propiedades adhesivas de presión tales como la adhesión de despegado y la adherencia tras el almacenamiento. Además, el hidruro residual tras el curado por hidrosilación puede tener como resultado la formación de gas en una estructura de laminado, lo cual se observa en forma de burbujas.

Diversos intentos para solucionar los defectos de la técnica anterior resultaron también insatisfactorios. Por consiguiente, existe una necesidad continua en la industria de composiciones adhesivas sensibles a la presión de silicona aptas para curado por adición que tengan reticulación controlable y propiedades adhesivas de pos curado estables.

Sumario de la invención Un aspecto de la presente invención se refiere a una composición adhesiva sensible a la presión de silicona, que tiene propiedades adhesivas estables tras el curado. La composición comprende

(A) un producto de reacción de una mezcla que comprende

(i) una resina que comprende unidades de R13SiO1/2 ("M") y unidades de SiO4/2 ("Q") , en las que cada R1 es independientemente un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono; en la que el copolímero comprende de un 70 % en moles a un 99 % en moles de radicales hidroxilo y de un 1 % en moles a un 30 % en moles de radicales de hidruro, basándose en los moles totales de los radicales de hidroxilo e hidruro de las resina; en la que los radicales hidroxilo se unen directamente a los átomos de silicio de las unidades Q; y los radicales hidruro se unen a los átomos de silicio de las unidades Q por medio de radicales -OSiHR52, en la que R5 es un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono; y

(ii) uno o más poliorganosiloxanos con funcionalidad vinilo; y

(B) un catalizador de hidrosilación.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un proceso para preparar la composición adhesiva sensible a la presión de silicona de la presente invención. El proceso incluye las etapas de:

(i) hacer reaccionar la resina MQ con un agente de protección que es R6aSiX4-a/2 para proporcionar una resina MQ parcialmente con protección terminal, en la que la resina MQ consiste esencialmente en unidades R13SiO1/2 ("M") y unidades SiO4/2 ("Q") , cada R1 es independientemente un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, la resina MQ comprende de un 1 % a un 4 % en peso, basado en el peso total de la resina MQ, de radicales hidroxilo unidos a los átomos de silicio de las unidades Q, y la resina MQ no contiene radicales hidruro; en la que cada R6 es independientemente hidrógeno o un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono con la condición de que al menos uno de R6 sea hidrógeno, X sea N, Cl o O, y a sea de 0, 5 a 2, 0; en la que la resina MQ parcialmente con protección terminal contiene de un 70 % en moles a un 99 % en moles de radicales hidroxilo y de un 1 % en moles a un 30 % en moles de radicales hidruro, basándose en los moles totales de los radicales hidroxilo e hidruro de la resina MQ parcialmente con protección terminal; en la que los radicales hidroxilo se unen directamente a los átomos de silicio de las unidades Q, y los radicales hidruro se unen a los átomos de silicio de las unidades Q por medio de radicales -OSiHR52, en la que R5 es un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono;

(ii) hacer reaccionar la resina MQ... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición adhesiva sensible a la presión de silicona que comprende

(A) un producto de reacción de una mezcla que comprende

(i) una resina que comprende unidades de R13SiO1/2 ("M") y unidades de SiO4/2 ("Q") , en las que cada R1 es independientemente un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono; en la que la resina comprende de un 70 % en moles a un 99 % en moles de radicales hidroxilo y de un 1 % en moles a un 30 % en moles de radicales de hidruro, basándose en los moles totales de los radicales de hidroxilo e hidruro de la resina; en la que los radicales hidroxilo se unen directamente a los átomos de silicio de las unidades Q; y los radicales hidruro se unen a los átomos de silicio de las unidades Q por medio de radicales -OSiHR52, en donde R5 es un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono; y

(ii) uno o más poliorganosiloxanos con funcionalidad vinilo; y

(B) un catalizador de hidrosilación.

2. La composición de la reivindicación 1 en la que la resina (A) (i) comprende de un 75 % en moles a un 99 % en moles de radicales de hidróxido, basado en los moles totales de los radicales hidroxilo e hidruro de la resina.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina (A) (i) comprende de un 5 % en moles a un 25 % en moles de radicales de hidruro, basado en los moles totales de los radicales de hidroxilo e hidruro de la resina.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que la relación molar de las unidades M con respecto a las unidades Q en la resina (A) (i) es de 0, 6 a 1, 2, ambos incluidos.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que R1 es metilo.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina (A) (i) se prepara haciendo reaccionar una resina MQ que consiste esencialmente en unidades de R13SiO1/2 ("M") y unidades de SiO4/2 ("Q") con un agente de protección seleccionado entre el grupo que consiste en silazanos, disilazanos, polisilazanos, organohidrógeno clorosilanos, siloxanos con funcionalidad hidrógeno y sus combinaciones, y en la que cada R1 es independientemente un radical hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, la resina MQ comprende de un 1 % a un 4 % en peso, basado en el peso total de la resina MQ, de radicales hidroxilo ligados a los átomos de silicio de las unidades Q, y la resina MQ no contiene radicales de hidruro.

7. La composición de la reivindicación 1 en la que el poliorganosiloxano con funcionalidad vinilo viene representado por medio de la fórmula general:

R22R3SiO (R22SiO) x (R22R4SiO) ySiR3R22 (I)

en la que cada R2 es independientemente un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalifático o un grupo arilo, cada R3 es independientemente un grupo alquenilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono y cada R4 es bien R2 o bien R3, y en el que x+y es al menos 520.

8. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición además comprende un diluyente reactivo seleccionado entre el grupo que consiste en éteres vinílicos, carboxilatos de vinilo, mono-vinil polisiloxanos, cicloalifáticos de vinilo, compuestos olefínicos cíclicos de vinilo y sus combinaciones.

9. La composición de la reivindicación 1, que además comprende al menos un componente adicional seleccionado entre el grupo que consiste en organohidrogenopolisiloxanos, resinas MQ, poliorganosiloxanos con funcionalidad vinilo y sus combinaciones.

10. La composición de la reivindicación 9, en la que el organohidrogenopolisiloxano está seleccionado entre el grupo de compuestos que consisten en:

MDcDHfM, MDHfM, MDeDHfMH, MHDeDHfM, MHDeMH y MHeQf, en la que M = R3SiO1/2, 24 5

MH = HgR3-gSiO1/2, D = RRSiO2/2, DH = RHHSiO2/2 y Q = SiO4/2, en donde cada R en M, MH, D y DH es independientemente un hidrocarburo monovalente que tiene de uno a cuarenta átomos de carbono, y en donde el subíndice g es 1 y los subíndices e y f pueden ser cero o positivo, de forma que la suma de e y f varíe de 10 a 100 sujeto a la limitación de que la suma de f y g sea dos o mayor.

11. Un proceso para la preparación de la composición adhesiva sensible a la presión de silicona de la reivindicación 1 que comprende las etapas de:

(i) hacer reaccionar una resina MQ con un agente de protección que está seleccionado entre el grupo que consiste en silazanos, disilazanos, polisilazanos, organohidrógeno clorosilanos, siloxanos con funcionalidad hidrógeno y sus combinaciones, para proporcionar una resina MQ parcialmente con protección terminal, en donde la resina MQ consiste esencialmente en unidades R13SiO1/2 ("M") y unidades SiO4/2 ("Q") , cada R1 es independientemente un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, la resina MQ comprende de un 1 % a un 4 % en peso, basado en el peso total de la resina MQ, de radicales hidroxilo unidos a los átomos de silicio de las unidades Q, y la resina MQ no contiene radicales hidruro; en donde la resina MQ parcialmente con protección terminal contiene de un 70 % en moles a un 99 % en moles de radicales hidroxilo y de un 1 % en moles a un 30 % en moles de radicales hidruro, basado en los moles totales de los radicales hidroxilo e hidruro de la resina MQ parcialmente con protección terminal;

(ii) hacer reaccionar la resina MQ parcialmente con protección terminal de la etapa (i) con uno o más poliorganosiloxanos con funcionalidad vinilo en presencia de un catalizador de amina orgánico para proporcionar un producto intermedio; y

(iii) poner en contacto el producto intermedio de la etapa (ii) con un catalizador de hidrosilación, preparando de este modo la composición adhesiva sensible a la presión de silicona de la reivindicación 1.

12. Un proceso para la preparación de la composición adhesiva sensible a la presión de silicona de la reivindicación 1 que comprende las etapas de:

(a) hacer reaccionar una mezcla que comprende

(i) una resina MQ que comprende esencialmente unidades de R13SiO1/2 ("M") y unidades de SiO4/2 ("Q") , en las que cada R1 es independientemente un radical de hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, la resina MQ comprende de un 1 % a un 4 % en peso, basándose en el peso total de la resina MQ, de radicales hidroxilo unidos a átomos de silicio de las unidades Q, y la resina MQ no contiene radicales hidruro;

(ii) un agente de protección seleccionado entre el grupo que consiste en silazanos, disilazanos, polisilazanos, organohidrógeno clorosilanos, siloxanos con funcionalidad hidrógeno y sus combinaciones; y

(iii) uno o más poliorganosiloxanos con funcionalidad vinilo para proporcionar un producto intermedio; y

(b) poner en contacto el producto intermedio de la etapa (a) con un catalizador de hidrosilación, preparando de este modo la composición adhesiva sensible a la presión de la reivindicación 1.

13. El proceso de la reivindicación 12, en el que la mezcla de reacción de la etapa (a) opcionalmente comprende un agente de acoplamiento, y en el que la resina MQ está presente en una cantidad de un 48, 0 % en peso a un 75, 8 % en peso, el agente de protección de silanol está presente en una cantidad de un 0, 56 % en peso a un 0, 81 % en peso, el agente de acoplamiento está presente en una cantidad de un 0 % a un 0, 08 % en peso, y el poliorganosiloxano con funcionalidad vinilo está presente en una cantidad de un 22, 3 % en peso a un 51, 1 % en peso, basado en el peso total de la resina MQ, el agente de protección de silanol, el agente de acoplamiento y el poliorganosiloxano con funcionalidad vinilo.

14. Una composición curada de la reivindicación 1.

15. Un artículo que contiene un sustrato que contiene la composición de la reivindicación 1 adherida al mismo, en el que la composición está curada.

16. El artículo de la reivindicación 15, en donde el artículo es un dispositivo electrónico seleccionado entre el grupo que consiste en teléfonos móviles, pantallas de sistemas de navegación por GPS, pantallas de televisión y componentes electrónicos.