USO DE COMPOSICIONES DE SILICONA ENDURECIBLES, ACTIVABLES POR LUZ PARA LA PRODUCCION DE ARTICULOS MOLDEADOS DE PARED GRUESA O RECUBRIMIENTOS DE PARED GRUESA.
Uso de una composición de siloxano endurecible, activable por luz,
que contiene:
a) del 3 al 99% en peso de al menos un poliorganosiloxano con en promedio al menos dos grupos orgánicos insaturados por molécula, siendo el poliorganosiloxano un polisiloxano que contiene grupos alquenilo,
b) del 0,2 al 60% en peso de al menos un polihidrogenoorganosiloxano con en promedio al menos dos grupos SiH por molécula,
c) del 0,1 al 60% en peso de al menos una carga oxídica con una superficie BET de desde 50 hasta 400 m 2 /g,
d) al menos un catalizador fotoactivable, que contiene un metal seleccionado del grupo que consiste en Pt, Ru, Rh, Pd, Ir o Ni o un compuesto del metal mencionado, que corresponde a un contenido en metal de desde 1 hasta 500 ppm,
e) del 0 al 30% en peso de uno o varios adyuvantes, con respecto en cada caso a la cantidad total de los componentes a) a c), para la producción de artículos moldeados de pared gruesa, cuyo volumen puede alojar una esfera con un diámetro de al menos 3 mm
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W05053653EP.
Solicitante: MOMENTIVE PERFORMANCE MATERIALS GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: BUILDING V 7,51368 LEVERKUSEN.
Inventor/es: RIST,STEFAN, BOSSHAMMER,STEPHAN, PUTZER,MARKUS, NAUMANN,THOMAS, IRMER,UWE.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 30 de Septiembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08L83/04 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 83/00 Composiciones de compuestos macromoleculares obtenido por reacciones que forman un enlace que contiene silicio con o sin azufre, nitrógeno, oxígeno o carbono, solamente en la cadena principal; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Polisiloxanos.
Clasificación PCT:
- C08K5/56 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 5/00 Utilización de ingredientes orgánicos. › Compuestos organometálicos, es decir, compuestos orgánicos que contienen un metal enlazado a carbono.
- C08L83/04 C08L 83/00 […] › Polisiloxanos.
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Uso de composiciones de silicona endurecibles, activables por luz para la producción de artículos moldeados de pared gruesa o recubrimientos de pared gruesa.
La presente invención se refiere al uso de composiciones de silicona endurecibles o reticulables, activables por luz para la producción de artículos moldeados de pared gruesa, tales como moldes para composiciones de colada, composiciones de moldeo, sellantes, artículos moldeados protésicos o piezas moldeadas, juntas conformadas in situ y a procedimientos para su producción. Los recubrimientos o cuerpos moldeados de pared gruesa pueden componerse de materiales termoplásticos, duroplásticos o elastoméricos, que se producen de manera conformada a partir de los cauchos o materiales de moldeo endurecibles correspondientes tras la deformación con acción térmica o la reticulación de resinas reactivas o mezclas de caucho. En el caso de la aplicación de calor en la conformación o la reticulación se observan efectos de contracción, que impiden un moldeo que respete la forma. La contracción conduce no sólo a que no se respete la forma, sino a problemas de desmoldeo en la extracción de los artículos moldeados del molde o a la rotura del objeto que ha de sellarse, tal como ranuras de sellado, objetos que han de incrustarse, tales como circuitos electrónicos, empalmadores de cable etc. Las piezas de gran volumen o de pared gruesa con espesores de pared superiores a 10 mm o un volumen superior a 1 litro, tales como aisladores, representan un problema especial, porque en este caso aparecen de manera especialmente evidente efectos de contracción y no se garantiza el endurecimiento a corto plazo hasta grandes profundidades, con presencia simultánea de cargas y pigmentos, a través de endurecimiento térmico. Por eso se desea un endurecimiento a la temperatura de empleo del cuerpo moldeado o del recubrimiento, para mantener un efecto de contracción por expansión térmica lo más reducido posible. La temperatura de endurecimiento debería encontrarse por tanto habitualmente a la temperatura ambiental de desde 0 hasta 50ºC. Esto significa que el endurecimiento de artículos moldeados o recubrimientos de este tipo se lleva a cabo preferiblemente con reacciones de adición, es decir, con mecanismos de reticulación que no provocan ninguna pérdida de masa durante el endurecimiento.
Además la temperatura necesaria para el endurecimiento del material de moldeo debe superar sólo de manera insignificante la temperatura ambiental. Cuando quieren producirse recubrimientos y artículos moldeados de pared gruesa a partir de materiales de moldeo de silicona, o sea, cauchos o resinas de silicona, puede recurrirse en principio a las reacciones de reticulación por radicales, por adición, por condensación o a diferentes formas de fotorreticulación. Como tipos de reticulación que no necesitan ningún calentamiento adicional se tienen en cuenta la reticulación por condensación, por adición y la fotorreticulación. Debido a la pérdida de masa de los productos de condensación se tendrán en cuenta con mayor detalle convenientemente para la solución del objetivo las reacciones de adición y las fotorreacciones. La reacción de adición controlada mediante inhibidores, en la que una reacción de hidrosililación conduce a la reticulación de los materiales de moldeo, necesita un inhibidor para garantizar un cierto tiempo de procesamiento de la masa que puede reaccionar. Sin embargo, esto requiere calentamiento o tiempos de reticulación más largos. Si se prescinde del inhibidor, se tienen tiempos de reticulación cortos, pero sin embargo hay que asumir tiempos de procesamiento igualmente cortos para los materiales de moldeo reactivos que pueden reticular. Por tanto habitualmente no puede desacoplarse el tiempo de reticulación del tiempo de procesamiento antes del comienzo de la reticulación. Entre los diferentes tipos disponibles de reticulación fotoactivada hay sistemas que requieren sistemas poliméricos organofuncionales complejos. Entre ellos hay también sistemas que esencialmente se componen de polihidrogenoalquilsiloxanos y polialquenilalquilsiloxanos más fácilmente disponibles. Para el uso de materiales de moldeo de silicona conocidos, que pueden endurecerse mediante activación por luz, existían hasta el momento limitaciones, cuando debían emplearse éstos para la producción de materiales de moldeo de pared gruesa, de gran volumen y adicionalmente pigmentados y debían endurecerse en poco tiempo o adicionalmente se requería endurecer igualmente las zonas no expuestas a la luz, o sea las zonas de sombra.
No se ha propuesto ninguna composición ni ningún procedimiento, de cómo pueden realizarse de esta manera recubrimientos y artículos moldeados de pared gruesa y de gran volumen, especialmente cuando estos deben contener cargas adicionales y deben superar requisitos especiales con respecto a la resistencia mecánica o a la resistencia con respecto a esfuerzos de alta tensión destructivos. Sin embargo las piezas moldeadas tales como recubrimientos o aisladores de pared gruesa y de gran volumen deben cumplir estos requisitos. En el estado de la técnica se dan a conocer y se han reivindicado combinaciones de diferentes reacciones de reticulación para solucionar el problema. De este modo, el documento US 4 699 802 describe una reticulación de prepolímero de polihidrocarbilsiloxano con grupos acrilato o metacrilato junto con un fotoiniciador radicalario. En este sentido tiene lugar una reticulación del polímero en las zonas expuestas a la luz UV. En las zonas no expuestas a la luz un endurecimiento por medio de la humedad del aire provoca la reticulación. En este caso son desventajosos el largo tiempo de endurecimiento posterior como consecuencia de la lenta difusión de la humedad del aire hacia las zonas no expuestas a la luz, la pérdida de masa por productos de condensación o de fraccionamiento así como la necesidad de la utilización de copolímeros de siloxano-acrilato de producción compleja que limitan la disponibilidad y la rentabilidad. Además, este procedimiento no puede utilizarse cuando tras la exposición a la luz UV de un elemento constructivo cerrado se descarta el acceso de la humedad del aire a las zonas expuestas y no expuestas a la luz. Por el contrario, el documento EP 0146307 A1 da a conocer un sistema de adición muy sencillo, en el que, con un complejo de platino fotoactivado seleccionado de complejos con sustituyentes alifáticos unidos en 3-sigma y eta-ciclopentadienilo, podían generarse recubrimientos repelentes de adhesivo (papeles antiadhesivos) en capas que se encuentran en el rango de los micrómetros. En este documento no se dio a conocer cómo pueden producirse recubrimientos o cuerpos moldeados de pared gruesa, que contienen carga y/o pigmento. Producir, mediante una simple colada o aplicación en capas, recubrimientos o artículos moldeados de pared gruesa con grosores de capa de varios milímetros o buenas propiedades mecánicas es por eso especialmente problemático, porque éstos por regla general requieren la adición de cargas espesantes o de refuerzo. Las cargas pueden reducir drásticamente a su vez la transparencia en función del grosor de capa y con ello impedir la entrada de luz a las capas profundas. Por tanto, especialmente según el procedimiento descrito en el documento EP 0146307 no era posible producir recubrimientos o cuerpos moldeados de pared gruesa pigmentados o con alto contenido en carga con una alta resistencia. Además, el experto hubiera esperado que para el endurecimiento de recubrimientos o artículos moldeados de pared gruesa se necesitaran cantidades de platino extremadamente grandes, para alcanzar una reticulación suficientemente rápida y completa. Por tanto, al experto no se le sugiere el uso de las composiciones endurecibles por luz del documento EP 0146307 para la producción de recubrimientos o artículos moldeados de pared gruesa, ni mucho menos entonces recubrimientos o artículos moldeados pigmentados, opacos o translúcidos. Por tanto, el documento EP 358 452 A toma el camino de producir artículos moldeados de pared gruesa, tales como masas de moldeo dentales, con ayuda de fotosensibilizadores adicionales. El documento US 6 376 569 B1 (EP 561 893 B1), el documento US 6 046 250 A (EP 561 919 B1) o el documento WO 92-10544 A1 (EP 561 923 A1) dan a conocer materiales de moldeo de silicona similares, que se producen con el uso de fotosensibilizadores adicionales. Sin embargo este procedimiento es desventajoso, dado que el uso de los fotosensibilizadores adicionales puede ser desventajoso desde los puntos de vista ecológico y económico. El documento EP 832936 da a conocer una composición de caucho de silicona fluida, endurecible por luz para la producción de un molde maestro, que a su vez sirve para moldear...
Reivindicaciones:
1. Uso de una composición de siloxano endurecible, activable por luz, que contiene:
- a) del 3 al 99% en peso de al menos un poliorganosiloxano con en promedio al menos dos grupos orgánicos insaturados por molécula, siendo el poliorganosiloxano un polisiloxano que contiene grupos alquenilo,
- b) del 0,2 al 60% en peso de al menos un polihidrogenoorganosiloxano con en promedio al menos dos grupos SiH por molécula,
- c) del 0,1 al 60% en peso de al menos una carga oxídica con una superficie BET de desde 50 hasta 400 m2/g,
- d) al menos un catalizador fotoactivable, que contiene un metal seleccionado del grupo que consiste en Pt, Ru, Rh, Pd, Ir o Ni o un compuesto del metal mencionado, que corresponde a un contenido en metal de desde 1 hasta 500 ppm,
- e) del 0 al 30% en peso de uno o varios adyuvantes,
2. Uso según la reivindicación 1, siendo el componente a) un poliorganosiloxano que contiene grupos alquenilo de fórmula (I)
en la que
M = R1R2SiO1/2,
D = R1RSiO2/2,
T = R1SiO3/2,
Q = SiO4/2,
en la que
R = n-, iso-, terc- o alquilo C1-C12, alcoxi C1-C12-alquilo C1-C12, cicloalquilo C5-C30 o arilo C6-C30, alquil C1-C12-arilo C6-C10, pudiendo estos restos R opcionalmente en cada caso estar sustituidos con uno o varios átomos de F y/o pudiendo contener uno o varios grupos -O-, R1 = R o un resto alquenilo C2-C12 sustituido o no sustituido, R2 = un resto alquileno C1-C14 divalente alifático n-, iso-, terc- o cíclico, o es un resto alquilenarilo o arileno C6-C14, que en cada caso forma un puente entre dos unidades siloxilo M, D o T,
con
m1 = 1-1000
a1 = 1-10
b1 = 0-3000
c1 = 0-50
d1 = 0-1
e1 = 0-300.
3. Uso según la reivindicación 1 ó 2, siendo el componente b) un poliorganosiloxano lineal, cíclico o ramificado que contiene SiH de fórmula general (II):
en la que
M = R3R2SiO1/2,
D = R3RSiO2/2,
T = R3SiO3/2,
Q = SiO4/2,
en la que
R = n-, iso-, terc- o alquilo C1-C12, alcoxi C1-C12-alquilo C1-C12, cicloalquilo C5-C30 o arilo C6-C30, alquil C1-C12-arilo C6-C10, pudiendo estos restos R opcionalmente en cada caso estar sustituidos con uno o varios átomos de F y/o pudiendo contener uno o varios grupos -O-, R3 = R o hidrógeno,
R2 = un resto alquileno C1-C14 divalente alifático n-, iso-, terc- o cíclico, o es un resto alquilenarilo o arileno C6-C14, que en cada caso forma un puente entre dos unidades siloxilo M, D o T,
m3 = de 1 a 1000
a4 = de 1 a 10
b4 = de 0 a 1000
c4 = de 0 a 50
d4 = de 0 a 1
e2 = de 0 a 300.
4. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 3, siendo el componente d) un compuesto metálico con al menos un resto arilo o alquilo unido en sigma.
5. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 4, siendo el componente d) un compuesto de platino.
6. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 5, siendo el componente d) (?5-metilciclopentadienil)trimetil-platino.
7. Uso según la reivindicación 6, caracterizado porque las cargas oxídicas mencionadas están tratadas en superficie con al menos un silano reactivo.
8. Uso según la reivindicación 7, caracterizado porque las cargas oxídicas mencionadas pueden obtenerse mediante un procedimiento, que comprende las etapas:
- a. mezclar al menos un silano reactivo i) con al menos una carga oxídica opcionalmente en presencia de agua,
- b. separar los constituyentes de bajo punto de ebullición contenidos en la mezcla,
- c. añadir al menos un silano reactivo ii), sin añadir agua y opcionalmente calentar la mezcla.
9. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la composición endurecible, activable por luz se irradia con luz de una longitud de onda en la región de desde 200 hasta 500 nm.
10. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque la composición endurecible, activable por luz se carga en un molde, cuya superficie presenta al menos una zona de un material permeable a UV, que se compone de cuarzo o plásticos permeables a UV.
11. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque la duración de la irradiación es menor que el tiempo de gelificación de la composición de siloxano endurecible y la composición obtenida, aún fluida, se transfiere a un molde o se aplica sobre un sustrato y después se endurece sin irradiación adicional opcionalmente a temperatura elevada.
12. Uso según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la composición endurecible por luz sometida a irradiación antes de la transferencia al molde o antes de la aplicación sobre un sustrato se mezcla con al menos un pigmento y/o una carga.
13. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 12 para la producción de aisladores de alta tensión, juntas conformadas in situ, artículos moldeados protésicos o piezas moldeadas o un recubrimiento de tipo revestimiento conformado.
14. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los recubrimientos o artículos moldeados de pared gruesa presentan una permeabilidad a la luz, medida en un grosor de 10 mm, inferior al 10%.
15. Procedimiento para la producción de artículos moldeados de pared gruesa, cuyo volumen puede alojar una esfera con un diámetro de al menos 3 mm, caracterizado porque la composición endurecible, activable por luz, tal como se define en una de las reivindicaciones 1 a 8, se irradia con luz de una longitud de onda en la región de desde 200 hasta 500 nm, siendo la duración de la irradiación menor que el tiempo de gelificación, la composición obtenida se transfiere a continuación a un molde y después se endurece sin irradiación adicional opcionalmente a temperatura elevada.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque la composición endurecible activable por luz sometida a irradiación, antes de la transferencia al molde se mezcla con al menos un pigmento y/o una carga.
17. Procedimiento para la producción de artículos moldeados de pared gruesa, cuyo volumen puede alojar una esfera con un diámetro de al menos 3 mm, caracterizado porque la composición endurecible, activable por luz, tal como se define en una de las reivindicaciones 1 a 8, se carga en un molde, cuya superficie presenta al menos una zona de un material permeable a UV, que se compone de cuarzo o plásticos permeables a UV, y se irradia con luz de una longitud de onda en la región de desde 200 hasta 500 nm.
18. Procedimiento o uso según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la activación por luz de la composición endurecible, activable por luz tiene lugar con irradiación de UV.
19. Procedimiento o uso según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque la activación por luz se realiza con una fuente de radiación UV seleccionada de lámparas de xenón, de mercurio, de Wood y de excímero.
20. Artículos moldeados de pared gruesa, que pueden obtenerse según el procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 19.
21. Artículo moldeado de pared gruesa según la reivindicación 20, que es un aislador de alta tensión o una junta conformada in situ.
22. Artículos moldeados de pared gruesa según la reivindicación 20, que presentan una permeabilidad a la luz, medida en un grosor de 10 mm, inferior al 10%.
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