COMPOSICION CON ADHERENCIA MEJORADA SOBRE SUSTRATOS POROSOS.

Composición que comprende

a) por lo menos un polímero P que tiene funciones de silano;

b) por lo menos un organosilano, que contiene por lo menos un átomo de azufre; así como

c) por lo menos un organotitanato

Composición con adherencia mejorada sobre sustratos porosos.

Sector técnico

El presente invento se refiere al sector de los pegamentos, materiales de estanqueidad y revestimientos elásticos constituidos sobre la base de unos polímeros que tienen funciones de silano.

Estado de la técnica

Las composiciones que se endurecen por humedad se emplean desde hace algún tiempo como pegamentos, materiales de estanqueidad y revestimientos elásticos.

Para el pegamiento, la estanqueización y el revestimiento de substratos porosos, en particular de substratos minerales porosos, tales como los de hormigón y similares, sobre los cuales, tal como es sabido, es difícil de conseguir una adhesión satisfactoria con pegamentos, materiales de estanqueidad y revestimientos elásticos, se emplean en la mayoría de los casos unas composiciones que se endurecen por humedad, constituidas sobre la base de isocianatos. Sin embargo, desde puntos de vista ecológicos y toxicológicos tales composiciones no son adecuadas para cualquier uso.

Por este motivo, en particular para la adhesión a un hormigón, se hace uso también de unas composiciones que se endurecen por humedad, sobre la base de unos polímeros que tienen funciones de silano, siendo, en el caso de tales composiciones, la adhesión particularmente problemática después de un almacenamiento en agua. Una causa de ello es el hecho de que, debido al efecto capilar que se presenta en materiales porosos, puede acceder agua a la zona comprendida entre la superficie del substrato y el pegamento o material de estanqueidad, y debilitar así a la adhesión.

Sobre unos substratos porosos, en particular sobre unos substratos minerales porosos tales como los de hormigón, una adhesión satisfactoria de pegamentos, materiales de estanqueidad y revestimientos constituidos sobre la base de polímeros que tienen funciones de silano, está garantizada solamente en combinación con unas composiciones de agentes mediadores de adhesión, los denominados imprimadores. Por ejemplo, en el documento de patente japonesa JP 4076084 se describen unas composiciones adecuadas de agentes mediadores de adhesión para tales composiciones que se endurecen por humedad.

El documento EP 1.544.225 divulga una composición de un pegamento y de un material de estanqueidad, que comprende un polímero que tiene funciones de silano, un organosilano así como un catalizador de una sal de estaño.

Por diversos motivos puede llegar ser necesario o constituir una ventaja importante, al realizar un pegamiento, una estanqueización o un revestimiento, prescindir de composiciones de agentes mediadores de adhesión en forma de capas preliminares. Así, por ejemplo, el pegamiento sin imprimadores, junto a la ventaja económica, aporta también una ventaja cronológica, puesto que se puede prescindir de la aplicación y de la ventilación de la composición de agente mediador de adhesión. Además, el pegamiento sin imprimadores tiene también unas ventajas ecológicas, puesto que los imprimadores tienen muy frecuentemente unas grandes cantidades de disolventes orgánicos volátiles, los denominados VOCs (del inglés "Volatile Organic compounds" = compuestos orgánicos volátiles).

Exposición del invento

Una misión del presente invento consiste, por lo tanto, en poner a disposición una composición constituida sobre la base de polímeros que tienen funciones de silano que se adecuan para el pegamiento, la estanqueización y el revestimiento sin imprimadores, de substratos porosos, en particular de substratos minerales porosos tales como los de hormigón y similares.

Sorprendentemente, se encontró por fin que unas composiciones de acuerdo con la reivindicación 1 resuelven el problema planteado por esta misión.

La composición conforme al invento tiene, sin el empleo de composiciones de agentes mediadores de adhesión, una buena y duradera adhesión sobre substratos porosos, en particular sobre substratos minerales porosos, tales como los de hormigón y similares. Sorprendentemente y de una manera no evidente para un experto en la especialidad, la composición conforme al invento presenta unas buenas propiedades de adhesión también después de un almacenamiento prolongado en agua.

Además, las composiciones conformes al invento tienen, en comparación con sistemas habituales, una estabilidad térmica grandemente mejorada en el estado endurecido.

Otros aspectos del invento son objeto de otras reivindicaciones independientes. Unas formas especialmente preferidas de realización del invento son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Vías para realizar el invento

Es objeto del presente invento una composición, que comprende

        a)        por lo menos un polímero P que tiene funciones de silano;

        b)        por lo menos un organosilano, que tiene por lo menos un átomo de azufre; así como

        c)        por lo menos un organotitanato

Los nombres de las sustancias que comienzan con "poli" tales como "poliol" o "poliisocianato" designan en el presente documento a unas sustancias, que contienen por cada molécula formalmente dos o más de los grupos funcionales, que se presentan en su nombre,.

El concepto de "polímero" comprende en el presente documento, por una parte, un colectivo de macromoléculas químicamente uniformes, pero que se diferencian en lo que respecta al grado de polimerización, a la masa molecular y a la longitud de las cadenas, el cual se había producido por una "polirreacción" (una polimerización, una poliadición, una policondensación). El concepto comprende, por otra parte, también ciertos derivados de un tal colectivo de macromoléculas procedentes de polirreacciones, es decir unos compuestos que se habían obtenido mediante unas reacciones o conversiones químicas, tales como por ejemplo reacciones de adición o sustitución, de grupos funcionales junto a unas macromoléculas preestablecidas, y que pueden ser químicamente uniformes o químicamente heterogéneas. El concepto comprende además también unos denominados prepolímeros, es decir unos aductos previos oligómeros reactivos, cuyos grupos funcionales participan en la constitución de macromoléculas.

El concepto "polímero de poliuretano" abarca a todos los polímeros, que se preparan según el denominado procedimiento de poliadición de diisocianatos Esto incluye también a los polímeros que están casi o totalmente exentos de grupos uretanos. Ejemplos de polímeros de poliuretanos son poliéter-polituretanos, poliéster-poliuretanos, poliéter-poliureas, poliureas, poliéster-poliureas, poliisocianuratos y policarbodiimidas.

En el presente invento, los términos "silano" o respectivamente "organosilano" designan a unos compuestos, que, por una parte, tienen por lo menos un grupo alcoxi o un grupo aciloxi, usualmente dos o tres de tales grupos, que están unidos directamente al átomo de silicio a través de enlaces Si-O, y que, por otra parte, tienen por lo menos un radical orgánico, que está unido directamente al átomo de silicio a través de un enlace Si-C. Tales silanos son conocidos para un experto en la especialidad también como organoalcoxisilanos o respectivamente organoaciloxisilanos. Como consecuencia, conforme a esta definición, los "tetraalcoxisilanos" no constituyen ningún organosilano.

De una manera correspondiente, el concepto de "grupo silano" designa al grupo que contiene silicio, y que está unido con el radical orgánico del silano, que está unido a través del enlace Si-C. Los silanos, o respectivamente sus grupos silano, tienen la propiedad de hidrolizarse al entrar en contacto con la humedad. En este caso, se forman unos organosilanoles, es decir unos compuestos orgánicos de silicio que contienen uno o varios grupos silanol (grupos Si-OH) y, a través de unas subsiguientes reacciones de condensación, forman organosiloxanos, es decir unos compuestos orgánicos de silicio que contienen uno o varios grupos siloxano (grupos Si-O-Si).

El concepto "que tiene(n) funciones de silano" designa a unos compuestos, que tienen grupos silano. Los "polímeros que tienen funciones de silano" son, conforme a ello, unos polímeros que tienen por lo menos un grupo silano.

Por...

1. Composición que comprende

a)        por lo menos un polímero P que tiene funciones de silano;

b)        por lo menos un organosilano, que contiene por lo menos un átomo de azufre; así como

c)        por lo menos un organotitanato.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el polímero P que tiene funciones de silano contiene unos grupos extremos de la fórmula (I)

realizándose que

R¹ representa un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, en particular un grupo metilo o etilo;

R² representa un grupo acilo o alquilo con 1 a 5 átomos de C, en particular un grupo metilo o etilo o un grupo isopropilo.

R³ representa un grupo alquileno lineal o ramificado, eventualmente cíclico, un grupo alquileno con 1 a 12 átomos de C, eventualmente con porciones aromáticas, y eventualmente con uno o varios heteroátomos, en particular con uno o varios átomos de nitrógeno; y

a representa un valor de 0 ó 1 ó 2, en particular de 0.

3. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el organosilano, que contiene por lo menos un átomo de azufre, se escoge entre el conjunto que se compone de organosilanos de la fórmula (II), organosilanos de la fórmula (III) y organosilanos de la fórmula (IV)

en las que el radical R⁴ representa un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, en particular un grupo metilo,

el radical R⁵ representa un grupo alquilo con 1 a 5 átomos de C, en particular un grupo metilo, etilo o isopropilo, o representa un grupo acilo, en particular un grupo acetilo;

el radical R⁶ representa un grupo alquileno lineal o ramificado, eventualmente cíclico, con 1 a 20 átomos de carbono, eventualmente con porciones aromáticas, y eventualmente con uno o varios heteroátomos, en particular átomos de nitrógeno;

X representa S o S₂ o S₄; y

b representa un valor de 0 ó 1 ó 2.

4. Composición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el organosilano, que contiene por lo menos un átomo de azufre, es un organosilano de la fórmula (II),

realizándose que

el radical R⁵ representa un grupo metilo o etilo;

el radical R⁶ representa un grupo alquileno con 1 a 10, en particular con 3, átomos de C; y

b representa un valor de 0.

5. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el organotitanato contiene por lo menos un ligando multidentado.

6. Composición de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el organotitanato es un organotitanato de la fórmula (V)

en la que el radical R⁷ representa un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado con 1 a 8 átomos de C, en particular un grupo metilo;

el radical R⁸ representa un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado con 1 a 8 átomos de C, que contiene eventualmente heteroátomos, en particular representa un átomo de hidrógeno;

el radical R⁹ representa un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo con 1 a 8, en particular con 1 a 3, átomos de C, o representa un grupo alcoxi lineal o ramificado con 1 a 8 átomos de C, en particular con 1 a 3 átomos de C;

el radical R¹⁰ representa un radical lineal o ramificado con 1 a 20 átomos de C, en particular un radical isobutilo o isopropilo; y

n representa el valor 1 o 2, en particular 2.

7. Composición de acuerdo con una las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la proporción del organosilano es de 0,1 a 7% en peso, en particular de 0,2 a 4% en peso, de manera preferida de 0,4 a 2% en peso, de la composición total.

8. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la proporción del organotitanato es de 0,1 a 10% en peso, en particular de 0,1 a 4% en peso, de manera preferida de 0,1 a 3% en peso, de la composición total.

9. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición contiene adicionalmente por lo menos un material de carga.

10. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la proporción del material de carga es de 10 a 70% en peso, en particular de 15 a 60% en peso, de manera preferida de 25 a 60% en peso, de la composición total.

11. Utilización de una composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 como un pegamento, un material de estanqueidad o una composición para la producción de revestimientos.

12. Utilización de acuerdo con la reivindicación 11, como un pegamento o como un material de estanqueidad para el pegamiento sin imprimadores o para la estanqueización de substratos porosos, en particular de substratos minerales porosos.

13. Procedimiento para el pegamiento de dos substratos S1 y S2

que comprende las etapas de

i)        aplicar una composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 sobre un substrato S1 y/o un substrato S2;

ii)        poner en contacto los substratos S1 y S2 a través de la composición aplicada dentro del período de tiempo en estado abierto de la composición;

iii)        endurecer la composición por medio de agua, en particular en forma de la humedad del aire;

siendo los substratos S1 y S2 iguales o diferentes uno de otro.

14. Procedimiento para la estanqueización o el revestimiento que comprende las etapas de

i')        aplicar una composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 sobre un substrato S1 y/o entre dos substratos S1 y S2;

ii')        endurecer la composición por medio de agua, en particular en forma de la humedad del aire;

siendo los substratos S1 y S2 iguales o diferentes uno de otro.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque por lo menos uno de los substatos S1 o S2 es un hormigón, un mortero, un ladrillo, una teja, un yeso, una piedra natural, tal como granito o mármol; un vidrio, una material vitrocerámico, un metal o una aleación metálica, una madera, un material sintético o un barniz.

16. Artículo, que se había pegado, estanqueizado o revestido según un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15.

17. Artículo de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el artículo es una construcción, en particular una construcción de edificación o subterránea.