Polímeros alcoxisililfuncionales mixtos.

Polímero curable que tiene la estructura: en la que R es un dirradical poliéter; A y A'' pueden ser cada uno grupos que contienen grupos aromáticos o alifáticos sustituidos o no sustituidos, lineales o ramificados, C1-30, con o sin interrupción mediante un enlace carboxilo, carbamato, carbonato, ureido, uretano o sulfonato; n puede ser 0 o 1, R1 y R2 pueden ser cada uno grupos alquilo o arilo C1-12 sustituidos o no sustituidos siempre que R1 y R2 no contengan el mismo número de átomos de carbono; R3 es un grupo alquilo, alquenilo, alcoxilo, aminoalquilo o arilo C1-12, o un grupo

(met)acriloxialquilo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/003398.

Solicitante: HENKEL AG & CO. KGAA.

Inventor/es: KLEIN, JOHANN, BACHON, THOMAS, LIM,THOMAS,F, BEUER,BERND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G77/18 (a grupos alkoxi o ariloxi)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G65/336 (que contiene silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G77/50 (por enlaces a carbono)
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Polímeros alcoxisililfuncionales mixtos.

Fragmento de la descripción:

Polímeros alcoxisililfuncionales mixtos.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

Esta invención se refiere a polímeros sililados que tienen grupos alcoxilo mixtos en la parte de sililo de los mismos, a métodos para su preparación y a composiciones y productos de reacción formados a partir de los mismos. Estos polímeros alcoxisililados pueden reticularse cuando se exponen a humedad atmosférica hasta convertirse en elastómeros, sellantes o adhesivos útiles. La presencia de diferentes grupos alcoxilo en los átomos de silicio puede controlar las velocidades de curado de estos polímeros sililados.

Antecedentes de la tecnología relacionada

Los polímeros alcoxisililados, en presencia de un catalizador, pueden reticularse mediante la humedad atmosférica en condiciones ambiente. Las composiciones a base de este tipo de polímeros se denominan a menudo sellantes (o adhesivos) VTA. El ejemplo mejor conocido es el sellante de silicona VTA.

La reticulación de polímeros alcoxisililados implica reacciones de hidrólisis y condensación del grupo alcoxisililo. La velocidad de curado de las composiciones preparadas a partir de los mismos se ha acelerado de manera habitual mediante el uso de diversos tipos y cantidades de catalizadores de curado por humedad. Sin embargo, entre las desventajas de usar cantidades aumentadas de tales catalizadores para obtener mayores velocidades de curado están la inestabilidad potencial, la pérdida de vida útil de almacenamiento y el aumento de los costes materiales y de fabricación de tales composiciones.

Los grupos alcoxilo más pequeños, por ejemplo, metoxilo, son habitualmente más reactivos y por tanto pueden desplazarse mejor por otra entidad química. Por lo tanto, los grupos metoxilo son más deseables para obtener polímeros curables por humedad que tienen velocidades de curado más rápidas y/o más controladas. Actualmente, sin embargo, los materiales de partida para producir muchos polímeros que contienen grupos alcoxilo inferiores con una variedad de estructuras principales, tales como poliéteres como poli(óxido de propileno) ("POP"), no están disponibles comercialmente de manera fácil. Por ejemplo, una ruta deseable para producir polímeros de POP terminados en sililo que contienen grupos alcoxilo podría incluir hacer reaccionar un isocianatoalquiltrialcoxisilano con un POP terminado en hidroxilo. Sin embargo, en la actualidad no están disponibles comercialmente de manera amplia compuestos de isocianatoalquilo terminados en trimetoxisililo.

Por tanto, existe una necesidad de un método para producir de manera conveniente una composición curable por humedad que incluya un polímero curable que tenga una mezcla de diferentes grupos alcoxilo presentes, siendo al menos uno de los cuales un grupo metoxilo, mediante lo cual se obtiene una velocidad controlada de curado por humedad.

Sumario de la invención

Según la presente invención, puede controlarse la velocidad de curado por humedad para que avance de una manera más o menos rápida, dependiendo de la identidad y el número de los grupos alcoxilo en el polímero de alcoxisililo curable. Por ejemplo, se contempla que estén presentes grupos metoxilo y etoxilo simultáneamente en los grupos sililo de los polímeros de la presente invención, aunque los grupos metoxilo proporcionan un curado más rápido.

Un aspecto de la invención se refiere a la presencia de diferentes grupos alcoxilo en el átomo de silicio de un polímero curable por humedad con los extremos ocupados con sililo, mediante lo cual se obtiene una velocidad de curado controlada del polímero curable por humedad. La presencia de grupos alcoxilo más grandes, tales como etoxilo o mayores, ralentiza el curado mientras que los grupos alcoxilo más pequeños, tales como metoxilo, lo aceleran. La velocidad de curado global está relacionada con el tipo o la combinación de grupo(s) alcoxilo o grupos en el silicio. Tal como se indicó anteriormente, la velocidad de curado es más rápida si el grupo alcoxilo es un mejor grupo saliente. Normalmente, un grupo alcoxilo más pequeño es un mejor grupo saliente. Por ejemplo, un polímero metoxisililado se cura más rápido que un polímero etoxisililado o un polímero butoxisililado.

Específicamente, en un aspecto de la invención, se incluye un polímero reactivo que tiene la estructura:


en la que R es un dirradical poliéter; A y A' pueden ser cada uno grupos que contienen grupos aromáticos o alifáticos sustituidos o no sustituidos, lineales o ramificados, C1-30, con o sin interrupción mediante un enlace carboxilo, carbamato, carbonato, ureido, uretano o sulfonato; n puede ser 0 o 1, R1 y R2 pueden ser cada uno grupos alquilo o arilo C1-12 sustituidos o no sustituidos siempre que R1 y R2 no contengan el mismo número de átomos de carbono; R3 es un grupo alquilo, alquenilo, alcoxilo, aminoalquilo o arilo C1-12, o un grupo (met)acriloxialquilo.

Este polímero puede combinarse con un catalizador y otros componentes para formar una composición curable.

Un aspecto adicional de la invención incluye una composición curable que incluye:

(a) un polímero curable que tiene la estructura

en la que R es un dirradical poliéter; A y A' pueden ser cada uno grupos que contienen grupos aromáticos o alifáticos sustituidos o no sustituidos, lineales o ramificados, C1-30, con o sin interrupción mediante un enlace carboxilo, carbamato, carbonato, ureido, uretano o sulfonato; n puede ser 0 o 1, R1 y R2 pueden ser cada uno grupos alquilo o arilo C1-12 sustituidos o no sustituidos siempre que R1 y R2 no contengan el mismo número de átomos de carbono; R3 es un grupo alquilo, alquenilo, alcoxilo, aminoalquilo o arilo C1-12, o un grupo (met)acriloxialquilo.
(b) un catalizador.

El polímero terminado en alcoxisililo de la estructura I contiene más de un tipo de grupo alcoxilo. De manera deseable, los grupos alcoxilo están en los extremos terminales del polímero, aunque también se contemplan grupos colgantes. La estructura principal del polímero es un poliéter. El POP está entre las estructuras principales deseables.

Todavía en otro aspecto de la invención, se proporciona un método de intercambio de alcoxisilano o un método de intercambio de alcoxilo para la preparación de un polímero curable de estructura I tal como se definió anteriormente que comprende mezclar:

(a) un polímero curable que tiene la estructura:

en la que R es un dirradical poliéter; A y A' pueden ser cada uno grupos que contienen grupos aromáticos o alifáticos sustituidos o no sustituidos, lineales o ramificados, C1-30, con o sin interrupción mediante un enlace carboxilo, carbamato, carbonato, ureido, uretano o sulfonato; n puede ser 0 o 1, R1 y R2 pueden ser cada uno grupos alquilo C1-12 sustituidos o no sustituidos;...

 


Reivindicaciones:

1. Polímero curable que tiene la estructura:


en la que R es un dirradical poliéter; A y A' pueden ser cada uno grupos que contienen grupos aromáticos o alifáticos sustituidos o no sustituidos, lineales o ramificados, C1-30, con o sin interrupción mediante un enlace carboxilo, carbamato, carbonato, ureido, uretano o sulfonato; n puede ser 0 o 1, R1 y R2 pueden ser cada uno grupos alquilo o arilo C1-12 sustituidos o no sustituidos siempre que R1 y R2 no contengan el mismo número de átomos de carbono; R3 es un grupo alquilo, alquenilo, alcoxilo, aminoalquilo o arilo C1-12, o un grupo (met)acriloxialquilo.

2. Polímero según la reivindicación 1, en el que R es poli(óxido de propileno).

3. Polímero según la reivindicación 1 o 2, en el que A es un grupo propileno.

4. Polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que R2 es metilo.

5. Composición curable que comprende:

(a) un polímero curable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
(b) un catalizador.

6. Composición según la reivindicación 5, en la que el catalizador es un complejo de metal de transición.

7. Composición según la reivindicación 5, en la que el catalizador se selecciona del grupo que consiste en catalizadores de estaño, catalizadores de titanio, catalizadores de alcóxido de metal y combinaciones de los mismos.

8. Composición según la reivindicación 5, en la que el catalizador se selecciona del grupo que consiste en bases, ácidos y sales cuaternarias.

9. Composición según la reivindicación 5, en la que el catalizador se selecciona del grupo que consiste en aminas, fosfinas, dicarboxilatos de dialquilestaño, los titanatos, sales de tetraalquilfosfonio, óxidos de metal y ácidos carboxílicos.

10. Método de intercambio de alcoxisilano o método de intercambio de alcoxilo para la preparación de un polímero curable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende mezclar:

(a) un polímero curable que tiene la estructura:

en la que R es un dirradical poliéter; A y A' pueden ser cada uno grupos que contienen grupos aromáticos o alifáticos sustituidos o no sustituidos, lineales o ramificados, C1-30, con o sin interrupción mediante un enlace carboxilo, carbamato, carbonato, ureido, uretano o sulfonato; n puede ser 0 o 1, R1 y R2 pueden ser cada uno grupos alquilo C1-12 sustituidos o no sustituidos; y R3 es un grupo alquilo, alquenilo, alcoxilo, aminoalquilo o arilo C1-12, o un grupo (met)acriloxialquilo;
(b) un alcoxisilano o un alcohol con la estructura de R7OH, en la que R7 es un grupo alquilo; y
(c) un catalizador.

11. Método de intercambio de alcoxisilano según la reivindicación 10, en el que el catalizador es un catalizador de titanio o de alcóxido de metal.

12. Método para la producción de un polímero curado que comprende curar una composición según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9.