Polímero terminado en silano para aplicaciones de revestimientos, adhesivos, selladores y elastómeros.

Una composición que comprende:

un polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero que tiene al menos un grupo sililo reticulable en cada molécula,

en donde el polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero es el producto de reacción de:

un poliol cargado con copolímero; y

un polímero hidrosililado rematado con isocianato que comprende el producto de reacción de:

al menos un isocianato; y

un polímero hidrosililado que comprende el producto de reacción de:

un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula; y

un compuesto que tiene un enlace hidrógeno-silicio y un grupo sililo reticulable en cada molécula.

Polímero terminado en silano para aplicaciones de revestimientos, adhesivos, selladores y elastómeros Antecedentes de la invención Campo de la invención Las realizaciones de la invención se refieren a polímeros terminados en silano y métodos para producir los mismos.

Descripción de la técnica relacionada Los polímeros terminados en silano reticulables (STP, del inglés silane-terminated polymers) se usan ampliamente como polímeros materia prima en materiales sellantes, adhesivos, materiales de revestimiento, elastómeros y similares (aplicaciones CASE, del inglés coatings, adhesives, sealants and elastomers) para uso en arquitectura e industrial. Los STP comprenden típicamente polioles de poliéter y grupos finales de alcoxisilano vulcanizables. Dependiendo de las aplicaciones de uso final, los requisitos de propiedades mecánicas de un STP curado varían significativamente. Un método convencional para producir un STP con propiedades mecánicas mejoradas, tales como mayor módulo secante y resistencia a la tracción, es aumentar la funcionalidad del poliol de poliéter y/o reducir el peso equivalente del poliol. Sin embargo, las mejoras de módulo secante y resistencia a la tracción logradas usando métodos convencionales se produce a expensas de la pérdida de alargamiento. En consecuencia, la mejora del módulo secante lograda usando el método convencional es limitada.

Por lo tanto, existe una necesidad de polímeros terminados en silano reticulables y métodos para producir dichos polímeros terminados en silano con propiedades mejoradas de módulo secante y resistencia a la tracción, al tiempo que se mantienen las propiedades de alargamiento.

Compendio de la invención Las realizaciones de la invención proporcionan polímeros que contienen grupo sililo reticulables que se pueden preparar usando polioles cargados con copolímero. En una realización, se proporciona un polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero que tiene al menos un grupo sililo reticulable en cada molécula. El polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero es el producto de reacción de un poliol cargado con copolímero y un polímero hidrosililado rematado con isocianato. El polímero hidrosililado rematado con isocianato es el producto de reacción de al menos un isocianato y un polímero hidrosililado. El polímero hidrosililado es el producto de reacción de un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula y un compuesto que tiene un enlace hidrógeno-silicio y un grupo sililo reticulable en cada molécula.

En otra realización adicional, se proporciona un método para producir una composición que comprende un polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero que tiene al menos un grupo sililo reticulable en cada molécula. El método comprende proporcionar un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula y que tiene un peso molecular medio numérico entre aproximadamente 100 y aproximadamente 5.000, añadir al polímero un compuesto que tiene un enlace hidrógeno-silicio y un grupo sililo reticulable en cada molécula y un catalizador de hidrosililación, para así llevar a cabo una reacción de hidrosililación para formar una composición que comprende polímero hidrosililado, rematar el polímero hidrosililado exponiendo el polímero hidrosililado a al menos un isocianato a un índice de isocianato entre aproximadamente 100 y aproximadamente 250, para formar una composición que comprende polímeros hidrosililados rematados con isocianato, y hacer reaccionar el polímero hidrosililado rematado con isocianato con un poliol cargado con copolímero, para formar la composición que comprende un polímero terminado en silano reticulable.

Breve descripción de las figuras

De manera que las características mencionadas previamente de la presente invención se puedan entender con detalle, puede hacerse una descripción más particular de la invención, resumida brevemente antes, por referencia a realizaciones, algunas de las cuales se ilustran en las figuras adjuntas. Sin embargo, se debe de resaltar que las figuras adjuntas ilustran sólo las realizaciones típicas de esta invención y por lo tanto no se deben de considerar limitativas de su alcance, puesto que la invención puede admitir otras realizaciones igualmente eficaces.

La Figura 1, es un diagrama en el que se compara la absorción de agua tras un ensayo de envejecimiento con agua para varios polímeros terminados en silano basados en poliol cargado con copolímero (CPP, del inglés copolymerfilled polyol) formados según las realizaciones descritas en la presente memoria frente a los poliéteres terminados en silano; y la Figura 2, es un diagrama en el que se compara la absorción de agua tras un ensayo de envejecimiento con agua de varios polímeros terminados en silano basados en poliol cargado con copolímero (CPP) , curado usando diferentes catalizadores según las realizaciones descritas en la presente memoria.

Para facilitar su comprensión, se han usado números de referencia idénticos, en la medida de lo posible, para designar elementos idénticos que son comunes a las figuras. Está contemplado que los elementos descritos en una

realización se puedan utilizar convenientemente en otras realizaciones sin mención específica.

Descripción detallada Las realizaciones de la invención proporcionan polímeros terminados en silano producidos usando polioles cargados con copolímero y métodos para producir los mismos.

Los polioles de copolímero (CPP) son polioles cargados que comprenden típicamente una matriz de poliol de poliéter y una fase de copolímero sólida. La fase de copolímero sólida contiene típicamente partículas finamente dispersas, por ejemplo, de estireno-acrilonitrilo, acrilonitrilo, polímeros sólidos de poliurea (PHD, del inglés polyharnstoff dispersion) , y partículas de poliuretano-urea (PIPA) . Se puede injertar químicamente la fase de copolímero sólida en la cadena principal del poliéter. Los polioles de copolímeros se producen típicamente polimerizando uno o más monómeros insaturados etilénicamente disueltos o dispersos en un poliol (poliol de carga de alimentación) en presencia de un catalizador de radicales libres, para formar una dispersión estable de partículas poliméricas en el poliol. Otros posibles componentes de CPP incluyen iniciadores, agentes de transferencia de cadena, y estabilizantes En las realizaciones descritas en la presente memoria, se proporcionan STP derivados de CPP y métodos para formar los mismos. El uso of polioles cargados con copolímero proporciona STP con módulo secante y resistencia a la tracción mejorados sin una pérdida sustancial de alargamiento. Comparado con el método convencional para mejorar el módulo secante y la resistencia a la tracción, las realizaciones descritas en la presente memoria extienden el rendimiento mecánico de un STP más allá del logrado actualmente. Además, el uso de polioles cargados con copolímero produce un producto final que mantiene un buen rendimiento a largo plazo en contraste con la pérdida de propiedades experimentada a largo plazo cuando se usan materiales de relleno convencionales.

Las realizaciones descritas en la presente memoria detallan una composición nueva de polímero rematado con silano que contiene un poliol con copolímero que se puede adaptar a cualquier procedimiento que produzca STP. Un ejemplo de procedimiento es uno de tres etapas que implica (1) hidrosililar un monol alílico, (2) rematar el compuesto intermedio hidrosililado con un diisocianato y (3) acoplar el compuesto intermedio de isocianato a través de un poliol cargado con copolímero (cPP) . Las composiciones que son útiles para preparar STP cargado con copolímero, o STP-cPP, son polioles, isocianatos, silanos, y polímeros alílicos cargados con copolímero (cPP)

Como se usa en la presente memoria, la expresión "eficacia de hidrosililación" = [100 x ( (número de grupos de insaturación en el poliol hidrosililado) / (número total de grupos de insaturación en el poliol que estaban disponibles inicialmente para la hidrosililación) ], y se puede medir usando RMN de 1H o espectroscopia IR.

Hidrosililación:

En ciertas realizaciones descritas en la presente memoria, el STP cargado con copolímero se puede obtener mediante la hidrosililación de un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula. Los polímeros hidrosililados después se pueden rematar exponiendo el polímero hidrosililado a al menos un isocianato, para formar una composición que incluye polímeros hidrosililados rematados con isocianato.... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende: un polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero que tiene al menos un grupo sililo reticulable en

cada molécula, en donde el polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero es el producto de reacción de: un poliol cargado con copolímero; y un polímero hidrosililado rematado con isocianato que comprende el producto de reacción de: al menos un isocianato; y un polímero hidrosililado que comprende el producto de reacción de: un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula; y un compuesto que tiene un enlace hidrógeno-silicio y un grupo sililo reticulable en cada molécula.

2. La composición según la reivindicación 1, en donde el polímero hidrosililado se hace reaccionar con el isocianato a un índice de isocianato de entre 100 y 250.

3. La composición según las reivindicaciones 1 o 2, en donde el polímero hidrosililado es un producto de reacción con una eficacia de hidrosililación de al menos 70% como se determinó mediante RMN de 1H.

4. La composición según las reivindicaciones 1 a 3, en donde el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula tiene un peso molecular medio numérico de entre 100 y

5. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula es un éter nonoalílico de propilenglicol que tiene un peso molecular medio numérico entre 600 y 1.000 y un índice de OH entre 50 y 90.

6. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el poliol cargado con copolímero, comprende:

una matriz de poliol de poliéter; y una fase de copolímero sólida.

7. La composición según la reivindicación 6, en donde la fase de copolímero sólida es al menos una de estireno y acrilonitrilo copolimerizados, estireno-acrilonitrilo, acrilonitrilo, polímeros sólidos de poliúrea (PHD) , y partículas de poliuretano-urea (PIPA) .

8. Un método para producir una composición que comprende un polímero terminado en silano reticulable cargado con copolímero que tiene al menos un grupo sililo reticulable en cada molécula, comprendiendo el método:

5.000.

proporcionar un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula y que tiene un peso molecular medio numérico de entre 100 y 5.000;

añadir al polímero un compuesto que tiene un enlace hidrógeno-silicio y a grupo sililo reticulable en cada molécula y un catalizador de hidrosililación para así llevar a cabo una reacción de hidrosililación y formar una composición que comprende polímero hidrosililado;

rematar el polímero hidrosililado exponiendo el polímero hidrosililado a al menos un isocianato a un índice de isocianato de entre 100 y 250 para formar una composición que comprende polímeros hidrosililados rematados con isocianato; y hacer reaccionar el polímero hidrosililado rematado con isocianato con un poliol cargado con copolímero para formar la composición que comprende un polímero terminado en silano reticulable .

9. El método según la reivindicación 8, en donde la reacción de hidrosililación tiene una eficacia de hidrosililación de al menos 70% como se determinó mediante RMN de 1H.

10. El método según las reivindicaciones 8 o 9, en donde el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula tiene un peso molecular medio numérico de entre 800 y 2.000 g/mol.

11. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde el polímero que tiene al menos un

grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula, comprende un éter monoalílico de propilenglicol que tiene un peso molecular medio numérico de entre 600 y 1.000, y un índice de isocianato de entre 50 y 90.

12. El método según la reivindicación 9, en donde la eficacia de hidrosililación es de al menos 85%.

13. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en donde el compuesto que tiene un enlace hidrógeno-silicio y un grupo sililo reticulable comprende al menos uno de trimetoxisilano, trietoxisilano, metildietoxisilano, metildimetoxisilano, fenildimetoxisilano, trimetilsiloximetilmetoxisilano y trimetilsiloxidietoxisilano.

14. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde la reacción de rematado del polímero hidrosililado es una reacción libre de catalizadores.