Polímeros terminados en sililo libres de estaño.

Un método para producir una composición que comprende un polímero terminado en sililo reticulable que tiene al menos un grupo sililo reticulable en cada molécula

, comprendiendo el método:

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 100 y 10.000;

añadir al polímero un compuesto que tiene un enlace silicio-hidrógeno 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 polímeros de polioxialquileno hidrosililados, en donde la reacción de hidrosililación tiene una eficacia de hidrosililación de al menos aproximadamente 70% determinada por RMN de 1H;

hacer reaccionar los polímeros de polioxialquileno hidrosililados con al menos un isocianato a un índice de isocianato entre 80 y 250 y en presencia de un primer catalizador libre de estaño para formar polímeros hidrosililados hechos reaccionar con isocianato; y

hacer reacionar opcionalmente el polímero hidrosililado hecho reaccionar con isocianato, con un poliol que tiene una funcionalidad nominal de al menos 2 para formar un polímero terminado en silano reticulable hecho reaccionar con poliol.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2011/042355.

Solicitante: Dow Global Technologies LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2040 DOW CENTER MIDLAND, MI 48674 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KAILASAM, GANESH, WILMOT,NATHAN, KOONCE,WILLIAM, VYAKARANAM,KAMESWARA, ZHANG,LING, MEDINA,JUAN, DUGGAL,RAJAT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/48 (Poliéteres)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G77/46 (que contienen series de poliéteres)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/28 (caracterizados por los compuestos utilizados que contienen hidrógeno activo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/18 (que contienen aminas secundarias o terciarias o sus sales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/22 (que contienen compuestos metálicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/83 (Polímeros modificados químicamente)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/76 (aromáticos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/20 (Aminas heterocíclicas; Sus sales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/71 (Monoisocianatos o monotiocianatos)

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Fragmento de la descripción:

Polímeros terminados en sililo libres de estaño Referencia a la solicitud relacionada

Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad a la solicitud de patente provisional de EE.UU. n° 61/36.199, presentada el 3 de junio de 21.

Campo de la invención

Las realizaciones de la invención se refieren a polímeros modificados con sililo y a métodos para producirlos. Antecedentes de la invención

Los polímeros de polialquileno que contienen grupos sililo reticulables se usan ampliamente como polímeros materia prima en materiales sellantes, adhesivos, materiales de revestimiento y similares para uso en arquitectura e industrial. Dichos polímeros de polialquileno que contienen grupos sililo reticulables se pueden producir de acuerdo con diferentes métodos, tales como hidrosililación de poliéteres terminados en vinilo, reacción de aminosilano con prepolímeros terminados en isocianato, o reacción de isocianatosilano con prepolímeros terminados en hidroxilo. Sin embargo, muchos de estos métodos se sustentan en el uso de catalizador basado en estaño, los cuales están bajo escrutinio medioambiental.

Por lo tanto, existe la necesidad de encontrar polímeros que contengan grupo sililo reticulable que se preparen y se curen sin usar catalizadores de estaño.

Compendio de la invención

Las realizaciones de la invención proporcionan métodos para formar polímeros que contienen grupo sililo reticulable que se preparan y se curan sin usar catalizadores de estaño.

En otra realización de la invención, se proporciona un método para producir una composición que comprende un polímero terminado en silano reticulable que tiene al menos un grupo sililo reticulable en cada molécula. El método comprende proporcionar un polímero con al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula y con un peso molecular medio numérico entre 1 y 1., 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 polímeros de polioxialquileno hidrosililados, en donde la reacción de hidrosililación tiene una eficacia de hidrosililación de al menos 7% como se determinó según RMN de 1H, haciendo reaccionar los polímeros de polioxialquileno hidroxisililados con al menos un isocianato a un índice de isocianato entre 8 y 25 y en presencia de un primer catalizador libre de estaño para formar polímeros hidrosililados hechos reaccionar con isocianato, y opcionalmente hacer reaccionar el polímero hidrosililado hecho reaccionar con isocianato, con un poliol que tiene una funcionalidad nominal de al menos 2 para formar un polímero terminado en silano reticulabe hecho reaccionar con poliol.

El método puede comprender además, curar el menos uno de los polímeros hidrosililados hechos reaccionar con isocianato y el polímero terminado en silano reticulable hecho reaccionar con poliol en presencia de un segundo catalizador libre de estaño.

Descripción de realizaciones de la invención

Las realizaciones de la invención proporcionan métodos para formar polímeros terminados en grupo sililo reticulable (STP, del inglés silyl-terminated polymers) que se preparan y se curan sin usar catalizadores de estaño. En una realización de la invención, un STP se puede obtener por hidrosililación de un polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula. Los polímeros hidrosililados se pueden luego exponer a al menos un isocianato. Si se usa un bajo índice de isocianato, ocurre una reacción de acoplamiento que da como resultado que todos, o la mayoría de, los grupos NCO se acoplen a los grupos hidroxilo alcohólicos del polímero que tienen al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula. Si se usa un alto índice de isocianato, se forman prepolímeros terminados en NCO, o polímeros rematados con NCO. Tanto los polímeros acoplados como los rematados se pueden curar por humedad, sin embargo el polímero rematado se puede acoplar opcionalmente a un poliol, con el fin de terminar el poliol con grupos sililo reticulables.

El polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico no está particularmente restringido, y puede incluir cualquier polímero siempre y cuando incluya al menos un grupo ¡nsaturado (tal como un doble enlace carbono-carbono o triple enlace carbono-carbono) y al menos un grupo hidroxilo alcohólico.

El polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula puede tener un peso molecular medio numérico entre 1 y 1.. Todos los valores individuales y los subintervalos de 1 a 1. se incluyen en la presente memoria y se describen en la presente memoria; por ejemplo, el peso molecular medio numérico puede ser de un límite inferior de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,

9, 1., 1.25, 1.5, 1.75, 2., 2.5, 3., 4., 5., 6., o 7. a, independientemente, un límite superior de 1., 1.25, 1.5, 1.75, 2., 2.5, 3., 3.5, 4., 4.5, o 5., 6., 7., 8., 9., o 1..

En algunas realizaciones, en las que el posterior índice de isocianato es bajo (es decir, igual o inferior a 1), el polímero con al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula puede tener un peso molecular medio numérico entre 4. y 1.. En otras realizaciones, en las que el posterior índice de isocianato es alto (es decir, superior a 1), el polímero con al menos un grupo hidroxilo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula puede tener un peso molecular medio numérico entre 1 y 5..

En una realización, el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula, puede ser un polímero de polioxialquileno como se describe en la solicitud de patente provisional de EE.UU. en tramitación con la presente n° 61/348996, presentada el 27 de mayo de 21, y titulada "Methods for Produdng Crosslinkable Silyl Group-Containing Polyoxyalkylene Polymers".

En una realización, el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula, se puede preparar sometiendo un compuesto epoxídico a una polimerización por apertura de anillo, usando un compuesto que contiene grupo insaturado e hidrógeno activo como un iniciador de la polimerización en presencia de un catalizador. La catálisis para esta polimerización puede ser bien aniónica o catiónica, con catalizadores tales como KOH, CsOH, trifluoruro de boro, o un catalizador de complejo de cianuro doble (DMC) tal como hexacianocobaltato de cinc o un compuesto de fosfazenio cuaternario. El compuesto que contiene hidrógeno activo que se puede usar como iniciador de la polimerización no está restringido, pero puede ser cualquier de los compuestos que se pueden aplicar en asociación con complejos de cianuro metálico doble, tales como, por ejemplo, compuestos que Incluyen un hidroxilo alcohólico, hidroxilo fenólico o grupo carboxllo.

El compuesto que contiene hidroxilo alcohólico puede incluir alcohol alílico, alcohol metalíllco, éter monoalílico del trlmetllolpropano, éter dlalíllco del trlmetllolpropano, éter monoalílico del glicerol, éter dialílico del gllcerol; aducios de óxido de etlleno o aducios de óxido de propileno de los mismos y compuestos similares que contienen al menos un grupo insaturado y al menos un grupo hidroxilo alcohólico en cada molécula; compuestos hldrocarbonados terminados en hidroxilo tales como polibutadieno terminado en hidroxilo; y similares. Dichos compuestos que contienen hidrógeno activo que sirven como iniciadores de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

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

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 1 y 1.;

añadir al polímero un compuesto que tiene un enlace silicio-hidrógeno 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 polímeros de polioxialquileno hidrosililados, en donde la reacción de hidrosililación tiene una eficacia de hidrosililación de al menos aproximadamente 7% determinada por RMN de 1H;

hacer reaccionar los polímeros de polioxialquileno hidrosililados con al menos un isocianato a un índice de isocianato entre 8 y 25 y en presencia de un primer catalizador libre de estaño para formar polímeros hidrosililados hechos reaccionar con isocianato; y

hacer reacionar opcionalmente el polímero hidrosililado hecho reaccionar con isocianato, con un poliol que tiene una funcionalidad nominal de al menos 2 para formar un polímero terminado en silano reticulable hecho reaccionar con poliol.

2. El método según la reivindicación 1, que comprende además curar el menos uno de los polímeros hidrosililados hecho reaccionar con isocianato y el polímero terminado en silano reticulable hecho reaccionar con poliol en presencia de un segundo catalizador libre de estaño.

3. El método según la reivindicación 1 o 2, en donde el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula, tiene un peso molecular medio numérico entre 4. y 1., y un índice de isocianato entre 8 y 1.

4. El método según la reivindicación 1 o 2, en donde el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula, tiene un peso molecular medio numérico entre 1 y 1., y un índice de isocianato entre 16 y 2.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el primer catalizador libre de estaño comprende al menos uno de octoato de cinc, 1,8 diaza-biciclo (5,4,) undeceno-7, 1,8 diaza-biciclo (5,4,) undeceno-7 bloqueado con ácido, un catalizador organometálico de titanio, o combinaciones de los mismos.

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en donde el segundo catalizador libre de estaño comprende al menos uno de los catalizadores de ácido dodecilbenceno sulfónico, amina terciaria bloqueda con ácido, (1,8-Diazabiciclo[5.4.]undec-7-eno), y complejos de trifluoruro de boro y amina, o combinaciones de los mismos.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el compuesto que tiene un enlace silicio- hidrógeno y un grupo sililo reticulable comprende al menos uno de trimetoxisilano, trietoxisilano, metildietoxisilano, metildimetoxisilano, fenildimetoxisilano, trimetilsiloximetilmetoxisilano y trimetilsiloxidietoxisilano.

8. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2 y 4-7, en donde el polímero que tiene al menos un grupo insaturado y al menos un grupo alcohólico en cada molécula, comprende un éter monoalílico de propilenglicol que tiene un peso molecular medio numérico entre 6 y 1., y un índice de OH entre 5 y 9.

9. Un artículo que comprende el polímero terminado en silano reticulable según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde el polímero terminado en silano reticulable ha sido curado por humedad.

1. El artículo según la reivindicación 9, en donde el artículo es un elastómero, un material sellante, un revestimiento o una combinación de los mismos.

11. Una película que comprende el polímero terminado en silano reticulable según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde el polímero terminado en silano reticulable ha sido curado por humedad.

12. La película según la reivindicación 1, en donde la película tiene un alargamiento a la rotura medido según el ensayo estándar de ASTM D178 de más de 3%

13. La película según la reivindicación 1, en donde la película tiene un alargamiento a la rotura medido según el ensayo estándar de ASTM D178 de más de 5%