Una formulación adhesiva, que comprende: una parte activadora que comprende un iniciador;

y una parte adhesiva que comprende: un monómero acrilato o un monómero metacrilato, o una combinación de estos; un agente reductor; y una solución de un agente quelante donde al menos una porción de un disolvente de la solución quelante es agua, y la solución de agente quelante comprende al menos un 1 por ciento en peso de la parte adhesiva

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere generalmente a adhesivos de acrilato/metacrilato, incluidos aquellos que se utilizan para adherir sustratos metálicos y objetos metálicos. Más particularmente, la invención se refiere a aquellos adhesivos que tienen una estabilidad de almacenamiento mejorada, unas propiedades de endurecimiento e impacto mejoradas y una pérdida de peso reducida durante el curado. Aunque los adhesivos de la presente pueden estar dirigidos a la adhesión de componentes metálicos, cabe destacar que los adhesivos de la presente también se pueden utilizar para adherir componentes no metálicos.

Esta sección pretende introducir al lector en varios aspectos de la técnica que pueden estar relacionados con varios aspectos de la presente invención, los cuales se describen y/o reivindican a continuación. Se considera que esta discusión resultará útil para proporcionar al lector información sobre los antecedentes con el fin de facilitar una mejor comprensión de los diferentes aspectos de la presente invención. Por consiguiente, debería entenderse que estas afirmaciones deben leerse bajo este enfoque y no como admisiones de la técnica anterior.

Los adhesivos basados en acrilato y metacrilato se utilizan para adherir componentes, por ejemplo, en la construcción y la reparación de coches, camiones, tráilers, autobuses, barcos y otros productos y estructuras. Habitualmente, se preparan dos partes del sistema adhesivo y se almacenan antes de mezclar las dos partes para obtener el adhesivo final. En ciertas formulaciones, una parte del adhesivo puede estar etiquetada como la parte adhesiva o cara adhesiva, y la otra parte puede estar etiquetada como la parte activadora o cara activadora. Habitualmente, la parte adhesiva incluye los monómeros acrilato y metacrilato que deben ser polimerizados y un agente reductor. La parte activadora habitualmente incluye iniciadores de la polimerización, tales como peróxidos.

Durante el curado de las partes adhesivas mezcladas, la reacción de polimerización de los monómeros acrilato y/o metacrilato es exotérmica. Así, el adhesivo experimenta habitualmente un aumento en la temperatura hasta que se alcanza una temperatura del pico exotérmico. Después de que el adhesivo ha alcanzado su temperatura de pico exotérmico, una temperatura del adhesivo debe regresar gradualmente a temperatura ambiente. Por otro lado, se puede aplicar un calentamiento externo al adhesivo en proceso de curado antes de permitir que el adhesivo regrese a temperatura ambiente. Las características de curado o el perfil de curado de un adhesivo pueden incluir la temperatura del pico exotérmico, el tiempo necesario para alcanzar la temperatura del pico exotérmico, el tiempo de trabajo del adhesivo (o tiempo abierto), el tiempo de fijación del adhesivo, etc.

Los adhesivos estructurales basados en acrilato/metacrilato, tales como aquellos que se utilizan para adherir componentes metálicos, presentan el problema de que la estabilidad de almacenamiento de la parte adhesiva y/o la parte activadora es insatisfactoria. La inestabilidad de almacenamiento puede provocar fibrosidad (es decir, formación de conglomerados o filamentos del adhesivo), un aumento en la viscosidad, miscibilidad reducida del adhesivo, etc. Desafortunadamente, dichas propiedades no deseables causadas por la estabilidad insatisfactoria de almacenamiento pueden provocar un mojado inadecuado del adhesivo, una adhesión inconsistente o insuficiente y otros problemas.

Los adhesivos basados en acrilato/metacrilato presentan otro problema común, que consiste en la baja resistencia al choque de los adhesivos curados a bajas temperaturas, por ejemplo, -40 °C (40 °F). Aunque los adhesivos curados generalmente tienen propiedades deseables (por ejemplo, resistencia a esfuerzos cortantes) a temperaturas elevadas, tales como 82 °C (180 °F), el rendimiento (por ejemplo, resistencia al choque) de los adhesivos curados a temperaturas bajas es generalmente un punto flaco de este tipo de adhesivos. Desafortunadamente, las técnicas de endurecimiento que mejoran el rendimiento del adhesivo curado a temperaturas bajas pueden sacrificar significativamente el rendimiento del adhesivo curado a temperaturas elevadas. En general, una combinación adecuada de las propiedades adhesivas a estas temperaturas elevadas y bajas puede resultar importante, ya que los clientes y usuarios de los adhesivos pueden especificar requisitos de las propiedades adhesivas a temperaturas relativamente extremas que no pertenezcan a los intervalos ambientales habituales, es decir, como un margen de diseño o estándar de prueba, por ejemplo. Además, una combinación adecuada de las propiedades adhesivas a temperaturas elevadas y bajas es generalmente importante para productos que tienen partes adheridas con adhesivos estructurales basados en acrilato/metacrilato que pueden someterse a varios pesos y fuerzas en un intervalo amplio de entornos y temperaturas ambientes.

Por último, los adhesivos estructurales basados en acrilato/metacrilato, incluidos aquellos que se utilizan para adherir componentes y sustratos metálicos, pueden experimentar una pérdida de peso excesiva durante el curado de los adhesivos. Generalmente, la pérdida de peso y los olores desagradables asociados provienen de la volatilización de los ingredientes del adhesivo tales como el monómero. Se cree que la pérdida de peso del adhesivo durante el curado se agrava debido al uso de monómeros acrilato/metacrilato de peso molecular bajo que tienen puntos de ebullición bajos y puntos de inflamación bajos, así como también debido a la polimerización (o reacción) exotérmica y a las temperaturas exotérmicas elevadas, etc.

Existe la necesidad con los adhesivos estructurales basados en acrilato/metacrilato, incluidos aquellos que se utilizan para adherir componentes metálicos y sustratos metálicos, de mejorar la estabilidad de almacenamiento de las partes adhesivas/activadoras. También existe la necesidad de mejorar el rendimiento a bajas temperaturas (por ejemplo, resistencia al choque) de los adhesivos curados sin sacrificar significativamente el rendimiento a temperaturas elevadas. Además, existe la necesidad de reducir la pérdida de peso del adhesivo durante el curado.

La invención se define en las reivindicaciones 1 y 11. A continuación se describirá una o más reivindicaciones de la presente invención a modo de ejemplo. En un esfuerzo por proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones, no se describen en la descripción todas las características de una implementación real. Cabe apreciar que en el desarrollo de cualquier implementación real, así como en el desarrollo de cualquier producto, deben tomarse muchas decisiones específicas para la implementación para alcanzar los objetivos específicos de los promotores, tales como la conformidad con las obligaciones relacionadas con el sistema y con la empresa, las cuales pueden variar de una implementación a otra. Además, cabe apreciar que tal esfuerzo de desarrollo puede resultar complejo y requerir mucho tiempo, pero sería, sin embargo, una tarea rutinaria de diseño, fabricación y producción para aquellos expertos que tengan el beneficio de esta descripción.

Para facilitar la discusión de las técnicas de la presente, la descripción escrita se presenta en secciones. La Sección I introduce los beneficios de las técnicas de la presente. En la Sección II se discuten ingredientes de las formulaciones adhesivas de la presente a modo de ejemplo. En la Sección III se discute brevemente la preparación y aplicación de los adhesivos de la presente. La Sección IV proporciona ejemplos de las formulaciones adhesivas de la presente.

I. Introducción

Las técnicas de la presente están dirigidas a mejorar el uso y el rendimiento de los adhesivos estructurales basados en acrilato/metacrilato. Según se discute a continuación, las técnicas pueden mejorar la estabilidad de almacenamiento de los adhesivos no curados, reducir la pérdida de peso de los adhesivos durante el curado y mejorar las propiedades mecánicas de los adhesivos curados.

Las formulaciones adhesivas de la presente son generalmente adhesivos de dos partes que contienen monómeros acrilato y/o metacrilato, agentes endurecedores (por ejemplo, elastómeros), modificadores de impacto (por ejemplo, copolímeros con estructura de núcleo-corteza), agentes reductores (por ejemplo, anilinas, toluidinas, etc.), inhibidores/retardantes e iniciadores. Los adhesivos también pueden incluir promotores de adhesión, ácidos carboxílicos y otros compuestos. El adhesivo de partes múltiples (por...

1. Una formulación adhesiva, que comprende: una parte activadora que comprende un iniciador; y una parte adhesiva que comprende:

un monómero acrilato o un monómero metacrilato, o una combinación de estos; un agente reductor; y una solución de un agente quelante donde al menos una porción de un disolvente de

la solución quelante es agua, y la solución de agente quelante comprende al menos un 1 por ciento en peso de la parte adhesiva.

2. La formulación adhesiva de la reivindicación 1, donde una relación molar entre el iniciador y el agente reductor oscila entre 0,5 y 10.

3. La formulación adhesiva de la reivindicación 1, donde el agente reductor comprende una anilina o una toluidina, o una combinación de estas.

4. La formulación adhesiva de la reivindicación 1, donde el agente quelante en la solución de agente quelante comprende un hexadentado, un bidentado o un tridentado, o una combinación de estos, preferentemente etilendiaminotetraacetato de tetrasodio (EDTA Na4).

5. La formulación adhesiva de la reivindicación 1, donde el disolvente de la solución de agente quelante comprende glicol o alcohol, o una combinación de estos.

6. La formulación adhesiva de la reivindicación 1, donde el iniciador comprende un peróxido, preferentemente seleccionado entre peróxido de dibenzoílo (BPO) o hidroperóxido de cumeno (CHP), o una combinación de estos.

7. La formulación adhesiva de la reivindicación 1, donde la parte activadora comprende un coiniciador, con una relación molar entre el coiniciador y el iniciador menor de 0,5.

8. Un método de fabricación de un adhesivo, que comprende: preparar una parte activadora que comprende un iniciador; y preparar una parte adhesiva que comprende una solución de agente quelante donde al

menos una porción de un disolvente de la solución quelante es agua, al menos un monómero acrilato

o un monómero metacrilato y un agente reductor, donde la solución de agente quelante comprende al menos un 1 por ciento en peso de la parte adhesiva.

9. El método de la reivindicación 8, donde la proporción en volumen de la parte adhesiva con respecto a la parte activadora oscila entre 100:1 y 2:1.

10. El método de la reivindicación 8, donde la parte adhesiva o la parte activadora comprenden, al menos una de ellas, un promotor de adhesión que comprende un fosfato.

11. Un método para adherir dos objetos, que comprende: proporcionar un primer objeto y un segundo objeto; aplicar un adhesivo al primer objeto o al primer y al segundo objeto, donde el adhesivo se

forma mediante la combinación de una parte activadora y una parte adhesiva, donde:

la parte activadora comprende un iniciador; y

la parte adhesiva comprende una solución de agente quelante, un agente reductor y al menos un monómero acrilato o un monómero metacrilato, donde al menos una porción de un disolvente de la solución quelante es agua y la solución de agente quelante comprende más de un 1 por ciento en peso de la parte adhesiva; y

adherir el primer objeto y el segundo objeto a través del adhesivo.