Una composición que contiene silicona que comprende el producto de reacción de:

un primer componente seleccionado de uno de un polisiloxano y una resina de silicona y que tiene un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina; un exceso de un componente de isocianato con respecto a dicho primer componente y reactivo con dicho grupo funcional unido a carbono de dicho primer componente, formándose así un compuesto intermedio isocianatado que tiene una pluralidad de grupos funcionales isocianato; y un segundo componente seleccionado del otro de dicho polisiloxano y dicha resina de silicona y que tiene una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono reactivos con dichos grupos funcionales isocianato de dicho compuesto intermedio isocianatado para preparar dicha composición que contiene silicona

Composición que contiene silicona.

Derechos de licencia del gobierno

El gobierno de EE.UU. tiene una licencia pagada en esta invención y el derecho a requerir en circunstancias limitadas al propietario de la patente que autorice a otros en términos razonables como se proporciona por los términos del número de concesión ZAX-5-33628-02 concedido por el Laboratorio nacional de energías renovables.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición que contiene silicona y más específicamente a una composición que contiene silicona y a un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona.

Descripción de la técnica relacionada

Los copolímeros son muy conocidos para aquellos expertos en la materia de la ciencia de los polímeros. Los copolímeros se forman cuando dos o más tipos diferentes de unidades de repetición, es decir, monómeros, se unen en una cadena de polímero, a diferencia de un homopolímero en el que sólo una unidad de repetición se usa para formar la cadena de polímero. Como los copolímeros incluyen al menos dos tipos de unidades de repetición, los copolímeros pueden clasificarse basándose en cómo están dispuestas las unidades de repetición en la cadena de polímero. Estas clasificaciones del copolímero incluyen al azar, alternante, de bloque, de injerto, de estrella y de peine.

Los copolímeros de bloque comprenden bloques de diferentes monómeros polimerizados, es decir, bloques químicos. Por ejemplo, el poliestireno-b-poli(metacrilato de metilo), también conocido como PS-b-PMMA, se prepara polimerizando primero estireno y luego polimerizando posteriormente MMA. El PS-b-PMMA es un copolímero dibloque ya que contiene dos bloques químicos diferentes. Los copolímeros tribloque, tetrabloque y pentabloque que incluyen tres, cuatro, y cinco bloques químicos, respectivamente, también puede prepararse de formas similares. Los copolímeros de bloque pueden separar microfases para formar nanoestructuras periódicas. En la separación de microfases, los diferentes bloques químicos se mueven tan lejos entre sí como les permitan los enlaces covalentes entre ellos para formar estructuras de tamaño nanométrico. Estas estructuras de tamaño nanométrico pueden parecer, por ejemplo, esferas de MMA en una matriz de PS o viceversa, o las estructuras podrían ser tiras, es decir, láminas, o cilindros. Los copolímeros de bloque son útiles ya que el copolímero de bloque tiende a incluir propiedades químicas y físicas de los diferentes bloques químicos.

Los copolímeros de bloque que comprenden bloques de silicona y al menos uno de bloques de urea y de uretano, también conocidos como copolímeros orgánicos de silicona o copolímeros de silicona-urea (uretano) segmentados, son muy conocidos en la técnica. Estos copolímeros orgánicos de silicona se preparan normalmente haciendo reaccionar polisiloxanos tales como polidimetilsiloxano con funcionalidad amina con diisocianatos y al menos uno de una amina y un poliol. Los polisiloxanos tienen propiedades muy conocidas en la técnica. Estas propiedades incluyen alta estabilidad térmica, a la luz UV y a la oxidación, baja energía superficial, hidrofobia, alta permeabilidad a gases, propiedades eléctricas aumentadas y biocompatibilidad. Sin embargo, debido a una baja temperatura de transición vítrea (Tg) de aproximadamente menos (-) 123ºC, los polisiloxanos presentan pobres propiedades mecánicas a temperatura ambiente. Combinando el polisiloxano con los bloques de urea y/o de uretano, el copolímero orgánico de silicona formado a partir de ellos tiene propiedades mecánicas mejoradas con respecto al polisiloxano solo. Los bloques de silicona se clasifican normalmente como segmentos blandos debido a un esqueleto inorgánico, y los bloques de urea y de uretano se clasifican normalmente como segmentos duros debido a un esqueleto orgánico. En este contexto, la terminología de segmentos blandos y duros se refiere generalmente a la rigidez y a las temperaturas de transición vítrea de los segmentos.

Para aprovechar adicionalmente las propiedades de los copolímeros orgánicos de silicona descritos anteriormente, diversas compañías preparan composiciones tales como adhesivos sensibles a la presión. Estas composiciones incluyen normalmente el copolímero orgánico de silicona y una resina adherente. La resina adherente es normalmente una resina de silicona tal como una resina MQ que puede incluir hidrógeno unido a silicona, alquenilo unido a silicona y grupos silonal que se describe en la publicación PCT WO 03/052021. Sin embargo, la resina adherente queda normalmente sin reaccionar con el copolímero, que puede conducir a fallo por deslizamiento para aplicaciones que requieren resistencia mecánica.

Sigue existiendo una oportunidad para proporcionar una composición que contenga silicona preparada a partir de un polisiloxano, un componente de isocianato y una resina de silicona. El polisiloxano y la resina de silicona incluyen grupos funcionales unidos a carbono reactivos con el componente de isocianato para preparar la composición que contiene silicona. También sigue existiendo una oportunidad para proporcionar un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona.

Resumen de la invención y ventajas

La presente invención proporciona una composición que contiene silicona. La composición que contiene silicona comprende el producto de reacción de un primer componente y un exceso de un componente de isocianato con respecto al primer componente para formar un compuesto intermedio isocianatado. El primer componente se selecciona de uno de un polisiloxano y una resina de silicona. El primer componente incluye un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina. El componente de isocianato es reactivo con el grupo funcional unido a carbono del primer componente. Debido al exceso del componente de isocianato, el compuesto intermedio isocianatado incluye una pluralidad de grupos funcionales isocianato. La composición que contiene silicona comprende el otro producto de reacción de un segundo componente. El segundo componente se selecciona del otro del polisiloxano y la resina de silicona. El segundo componente incluye una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono reactivos con los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado para preparar la composición que contiene silicona.

La presente invención proporciona además un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona. Para el procedimiento, se proporciona el primer componente y el grupo funcional unido a carbono del primer componente se hace reaccionar con el exceso del componente de isocianato para formar el compuesto intermedio isocianatado. El segundo componente se hace reaccionar con al menos uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado para preparar la composición que contiene silicona.

La presente invención proporciona una combinación única del polisiloxano, el componente de isocianato y la resina de silicona para preparar la composición que contiene silicona. La composición que contiene silicona tiene propiedades químicas y físicas mejoradas debido en parte a las propiedades de cada uno de los componentes. Estas propiedades incluyen alta estabilidad térmica, a la luz UV y a la oxidación, baja energía superficial, hidrofobia, alta permeabilidad a gases, propiedades eléctricas aumentadas y biocompatibilidad. Además, la presente invención también proporciona un procedimiento único para preparar la composición que contiene silicona.

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas de la presente invención serán fácilmente apreciadas ya que las mismas se entienden mejor por referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considera a propósito de los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es un gráfico de líneas que ilustra el módulo de almacenamiento (G') en función de un cambio en la temperatura de los ejemplos 5, 8 y 14 de composiciones inventivas de la presente invención; y

la Figura 2 es un gráfico de líneas que ilustra tan delta (δ) en función de un cambio en la temperatura de los ejemplos 5, 8 y 14 de las composiciones inventivas.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona una composición que contiene silicona y un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona, denominada en lo sucesivo...

1. Una composición que contiene silicona que comprende el producto de reacción de:

un primer componente seleccionado de uno de un polisiloxano y una resina de silicona y que tiene un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina;

un exceso de un componente de isocianato con respecto a dicho primer componente y reactivo con dicho grupo funcional unido a carbono de dicho primer componente, formándose así un compuesto intermedio isocianatado que tiene una pluralidad de grupos funcionales isocianato; y

un segundo componente seleccionado del otro de dicho polisiloxano y dicha resina de silicona y que tiene una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono reactivos con dichos grupos funcionales isocianato de dicho compuesto intermedio isocianatado para preparar dicha composición que contiene silicona.

2. Una composición que contiene silicona como se expone en la reivindicación 1, en la que dichos grupos funcionales unidos a carbono de dicho segundo componente se seleccionan del grupo de grupos hidroxilo, grupos amina y combinaciones de los mismos.

3. Una composición que contiene silicona como se expone en la reivindicación 1 ó 2, en la que dicha resina de silicona es de fórmula (M)_a(D)_b(T)_c(Q)_d y el subíndice a es de 0 a 0,6, el subíndice b es de 0,1 a 0,9, el subíndice c es de 0,1 a 0,8 y el subíndice d es de 0 a 0,5, dicha resina de silicona comprende además al menos uno de un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo alquenilo y un grupo alquinilo, y dicho polisiloxano es un polidimetilsiloxano.

4. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que es curable por humedad y comprende el otro producto de reacción de un componente de curado por humedad que contiene silano o que es curable por luz y comprende el otro producto de reacción de un componente de curado por luz seleccionado del grupo de acrilatos, cinamamidas y combinaciones de los mismos.

5. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que comprende el otro producto de reacción de un extendedor de cadena reactivo con dichos componentes y dicho componente de isocianato, formándose así un segmento duro.

6. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que comprende además segmentos duros definidos como al menos uno de los enlaces de urea y los enlaces de uretano y que comprende además segmentos blandos definidos como enlaces de silicona, en la que una relación de dichos segmentos blandos con respecto a dichos segmentos duros es al menos 1,1:1.

7. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente, en la que al menos uno de dichos grupos funcionales unidos a carbono de dichos componentes y dichos grupos funcionales isocianato está sin reaccionar.

8. Una composición que contiene silicona como se expone en la reivindicación 3, en la que dicha resina de silicona comprende al menos una de dichas unidades estructurales D que incluyen un grupo arilo y un grupo alquilo y al menos otra de dichas unidades estructurales D que incluyen al menos uno de un grupo amina y al menos una de dichas unidades estructurales T que incluyen un grupo arilo.

9. Un artículo formado a partir de dicha composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente.

10. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que comprende además un aditivo, en la que dicho aditivo comprende una carga conductora.

11. Un procedimiento de preparación de una composición que contiene silicona que comprende las etapas de: