COMPOSICIONES ENDURECIBLES A BASE DE SILANOS CON DOS GRUPOS HIDROLIZABLES.

Composicion endurecible que comprende a) un polimero P con al menos dos grupos finales de las formulas siguientes (I) y (II) -Am-K1-SiR1XY (I),

-Am-K2-SiR2XY (II), y/o b) dos polimeros P1 y P2 , de manera que el polimero P1 presenta grupos finales de la formula siguiente (I) -Am-K1-SiR1XY (I), y el polimero P2 grupos finales de la formula siguiente (II) -Am-K2-SiR2XY (I), donde, A equivale a un grupo de enlace bivalente, que se caracteriza por que el grupo de enlace A bivalente equivale a un grupo amida, carbonato, urea, imino, carboxi, carbonato, tio-, mercapto- o sulfonato o bien un atomo de oxigeno, K1 y K2, independientemente uno del otro, equivale a un grupo hidrocarbonado alifatico bivalente, que presenta una cadena principal de 1 hasta 6 atomos de carbono, donde los grupos hidrocarbonados K1 y K2 son distintos, X, Y independientemente uno de otro, son un grupo hidroxi o bien un grupo hidrolizable, R1, R2 independientemente uno de otro, equivalen a un radical hidrocarbonado con 1 hasta 20 atomos de C, y m tiene el valor de 0 o 1

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/060483.

Solicitante: HENKEL AG & CO. KGAA.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HENKELSTRASSE 67 40589 DUSSELDORF ALEMANIA.

Inventor/es: KLEIN, JOHANN, BACHON, THOMAS, NEUHAUSEN, ULRICH, ZANDER, LARS, DR., KUNZE,Christiane, BRAUN,Daniela, GONZALEZ,Sara.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 8 de Agosto de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G65/30 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 65/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace éter en la cadena principal de la macromolécula (resinas epoxi C08G 59/00; politioéter-poliéteres C08G 75/12; poliéteres que contienen menos de once unidades monómeras C07C). › Tratamiento posterior a la polimerización, p. ej. recuperación, purificación, secado.
  • C08G65/333J
  • C08G65/333L2
  • C08G65/336 C08G 65/00 […] › que contiene silicio.

Clasificación PCT:

  • C08G65/00 C08G […] › Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace éter en la cadena principal de la macromolécula (resinas epoxi C08G 59/00; politioéter-poliéteres C08G 75/12; poliéteres que contienen menos de once unidades monómeras C07C).
  • C08G65/30 C08G 65/00 […] › Tratamiento posterior a la polimerización, p. ej. recuperación, purificación, secado.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2360751_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

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Esta invención se refiere a las composiciones endurecibles que contienen silanos, a su fabricación y a su empleo en sustancias adhesivas y de sellado.

Se conocen sistemas poliméricos que disponen de grupos reactivos de alcoxisililo. En presencia de la humedad del aire estos polímeros terminados en alcoxisilano se condensan a temperatura ambiente, y se produce el desdoblamiento de los grupos alcoxi. Según el contenido en grupos alcoxisililo y su estructura se forman principalmente polímeros de cadena larga (termoplastos), estructuras tridimensionales de grandes mallas (elastómeros) o bien sistemas altamente reticulados (duroplastos).

Los polímeros presentan en general una estructura base orgánica que lleva en los extremos los grupos alcoxisililos. La estructura base orgánica puede consistir, por ejemplo, en poliuretanos, poliésteres, poliéteres, etc.

Para una adherencia elástica se necesitan sustancias adhesivas, que por un lado presenten grandes resistencias, pero por otro lado sean suficientemente elásticas para poder mantener la unión adhesiva durante largo tiempo. Si la resistencia de la sustancia adhesiva aumenta se produce una reducción de las propiedades elásticas. Con ello se consigue una resistencia mayor al aumentar la densidad de reticulación, que va acompañada de una reducción de la elasticidad. Esta se puede recuperar al añadir plastificantes. En general proporciones grandes refuerzan la migración del plastificante y dañan en definitiva la resistencia de la unión adhesiva, lo que no se desea.

Los polímeros terminados en grupos alcoxisilano que se emplean en general conforme a la tecnología actual suelen tener grupos γ-alcoxisililo, es decir, grupos alcoxisililo que están enlazados a un polímero de base a través de un grupo propileno y un grupo de enlace. Estos aglutinantes se emplean frecuentemente como sustitutos de los poliuretanos terminados en NCO y presentan claras ventajas toxicológicas ya que no contienen isocianatos.

Un desarrollo menor son los aglutinantes que se endurecen por los mencionados compuestos dimetoxi a base de αsilanos. Entre ellos se encuentran los polímeros terminados en alcoxisilano, los cuales presentan una unidad de metileno entre un grupo de enlace que acopla el polímero con la función sililo y el grupo de dimetoxialquilosililo. Estos sistemas presentan en general buenas elasticidades, tienen tiempos de vida muy cortos. La EP 1 363 960 B1 describe, por ejemplo, mezclas espumables libres de isocianatos que se endurecen rápidamente con prepolímeros terminados en α-isocianatosilano, que se caracterizan por una velocidad de endurecimiento elevada.

La EP 1 396 513 B1 hace referencia a sistemas de mezclas basados en prepolímeros de polioxialquileno, que tienen en un extremo grupos trialcoxisililo y en el otro, grupos mono o dialcoxisililo. Además se han descrito mezclas de dos prepolímeros de polioxialquileno, donde uno tiene grupos trialcoxisililo y el otro, grupos di-o monoalcoxisililo. Estos se fabrican por una hidrosililación, que precisa largos tiempos de reacción y no transcurre por completo en lo que se refiere a los grupos finales del prepolímero, de manera que los sistemas así fabricados presentan una adherencia residual algo perjudicial.

Se requieren además composiciones sin isocianato para la fabricación de espumas 1K ó 2K, sustancias adhesivas y herméticas, que presenten un tiempo de endurecimiento aceptable y tras el endurecimiento tengan una elasticidad y ductilidad buenas. Además existe el deseo de lograr una eficaz vía de síntesis, y compuestos que no presenten adherencia residual.

El cometido de la presente invención es por tanto disponer de compuestos reticulables sin isocianato que tengan una elevada elasticidad y una buena resistencia. Además se desea un periodo de endurecimiento apropiado para el usuario.

Sorprendentemente se ha averiguado que los compuestos reticulantes de silano presentan una ductilidad, elasticidad especialmente buenas y una buena resistencia de la unión adhesiva en los tiempos medidos, cuando estos están compuestos por dos grupos distintos de dialcoxisilileno o bien dos grupos distintos de sililo, que contienen dos grupos hidrolizables, de manera que los grupos de sililo se diferencian básicamente en los puentes hidrocarbonados alifáticos entre los grupos de sililo y los grupos de enlace a la estructura polimérica.

El objetivo de la invención es una composición endurecible, compuesta por a) un polímero P con al menos dos grupos finales de las fórmulas siguientes (I) y (II)

- Am-K1-SiR1XY (I), -Am-K2-SiR2XY (II),

y/o

b) dos polímeros P1 y P2 , de manera que el polímero P1 presenta grupos finales de la fórmula siguiente (I) -Am-K1-SiR1XY (I),

c) y el polímero P2 grupos finales de la fórmula siguiente (II) -Am-K2-SiR2XY (I),

donde, A un grupo de enlace bivalente se elige entre un grupo amida, carbonato, urea, imino, carboxi, carbonato, tio-, mercapto-o sulfonato o bien un átomo de oxígeno, K1 y K2, independientemente uno del otro, equivale a un grupo hidrocarbonado alifático bivalente, que presenta una cadena principal de 1 hasta 6 átomos de carbono, donde los grupos hidrocarbonados K1 y K2 son distintos, X, Y independientemente uno de otro, son un grupo hidroxi o bien un grupo hidrolizable, R1, R2 independientemente uno de otro, equivalen a un radical hidrocarbonado con 1 hasta 20 átomos de C, y m tiene el valor de 0 ó 1.

Las composiciones endurecibles conforme a la invención presentan unas características especialmente preferidas, en particular, una elasticidad elevada, buena ductilidad y resistencia, como la no alcanzada hasta el momento por aglutinantes sin isocianatos conocidos similares, para periodos de endurecimiento moderados, que permiten una buena maniobrabilidad.

Por una composición endurecible se entiende una sustancia o una mezcla de varias sustancias que se endurece por acciones químicas o físicas. Estas acciones químicas o físicas pueden consistir en el aporte de energía en forma de calor, luz o bien otro tipo de radiación electromagnética, pero también por el simple contacto con la humedad del aire, agua o bien un componente reactivo.

Los polímeros P, P1 y P2 presentan una estructura polimérica con al menos dos grupos terminales (I) y/o (II). Cada grupo terminal (I), (II) engloba un grupo de enlace bivalente. Por grupo de enlace bivalente A se entiende un grupo químico bivalente, que acopla el andamiaje polimérico de los polímeros P, P1 y P2 con el grupo hidrocarbonado K1, K2 de los grupos finales (I), (II).

El grupo de enlace bivalente A también puede intervenir en la síntesis de los polímeros P, P1 y P2, por ejemplo, como grupo uretano a través de la reacción de un poliéter funcionalizado con grupos hidroxi con un dialcoxisilano de isocianato. El grupo de enlace bivalente se puede diferenciar o no de las características estructurales que aparecen en el andamiaje polimérico establecido. Esto ocurre cuando es idéntico a los puntos de ligadura de las unidades de repetición del andamiaje polimérico.

En los casos en los cuales el grupo de enlace bivalente A se distingue de los grupos funcionales ya existentes de la estructura polimérica de P, P1 y P2, entonces el valor m es 1. Si el grupo de enlace bivalente A no se diferencia de los grupos funcionales de la estructura polimérica, entonces m equivale a 0.

K1, K2 son grupos de hidrocarburos alifáticos bivalentes. Se entiende por ello un grupo alquileno saturado o insaturado, ramificado o no ramificado, con una cadena principal de 1 hasta 6 átomos de carbono, preferiblemente, el metileno, etileno o propileno. Si K1 ó K2 se presenta ramificado, entonces la cadena principal se ramifica solamente en uno de los átomos de carbono. K1 y K2 son diferentes.

Los radicales R1, R2 son, respectivamente, independientes uno de otro y corresponden a un radical hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, con 1 hasta 20 átomos de C, un radical cicloalquilo saturado o insaturado con 4 hasta 20 átomos de C o un radical arilo con 6 hasta 18 átomos de C. Aquí los radicales R1 del grupo terminal

(I) y los radicales R2 del grupo terminal (II) son iguales o distintos. Esto también es posible cuando los grupos terminales (I) y (II) son grupos finales del mismo polímero. Preferiblemente R1, R2 equivalen a... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición endurecible que comprende

a) un polímero P con al menos dos grupos finales de las fórmulas siguientes (I) y (II)

- Am-K1-SiR1XY (I),

- Am-K2-SiR2XY (II),

y/o b) dos polímeros P1 y P2 , de manera que el polímero P1 presenta grupos finales de la fórmula siguiente (I) -Am-K1-SiR1XY (I),

y el polímero P2 grupos finales de la fórmula siguiente (II)

- Am-K2-SiR2XY (I),

donde,

A equivale a un grupo de enlace bivalente, que se caracteriza por que el grupo de enlace A bivalente equivale a un grupo amida, carbonato, urea, imino, carboxi, carbonato, tio-, mercapto-o sulfonato o bien un átomo de oxígeno, K1 y K2, independientemente uno del otro, equivale a un grupo hidrocarbonado alifático bivalente, que presenta una cadena principal de 1 hasta 6 átomos de carbono, donde los grupos hidrocarbonados K1 y K2 son distintos, X, Y independientemente uno de otro, son un grupo hidroxi o bien un grupo hidrolizable, R1, R2 independientemente uno de otro, equivalen a un radical hidrocarbonado con 1 hasta 20 átomos de C, y m tiene el valor de 0 ó 1

2. Composición conforme a la reivindicación 1, que se caracteriza por que K1 equivale a –CH2.

3. Composición conforme a la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza por que K2 equivale a –(CH2)3

4. Composición conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que R1 y R2 equivalen independientemente uno de otro a –CH3 ó C2H5.

5. Composición conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que c) Xe Yy/o d) R1 y R2

son iguales

6. Composición conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que los polímeros P, P1, P2 presentan una estructura que se elige de las resinas alquídicas, los (met) acrilatos y las (met) acrilamidas así como de sus sales, resinas fenólicas, polialquilenos, poliamidas, policarbonatos, polioles, poliéteres, poliésteres, poliuretanos, polímeros de vinilo, siloxanos así como copolímeros compuestos por al menos dos de las clases de polímeros mencionadas, en particular el óxido de polietileno y/o el óxido de polipropileno.

7. Composición conforme a la reivindicación 6, que se caracteriza por que el peso molecular Mn de la estructura polimérica se sitúa entre 3000 y 5000 g/mol.

8. Procedimiento para la fabricación de una composición endurecible, en la que

a) un polímero P' con una estructura polimérica con al menos dos grupos funcionales terminales C y b) dos compuestos con grupos D funcionales reactivos frente a C de las fórmulas generales (III) y (IV), D-K1-SiR1XY (III) D-K2-SiR2XY (IV),

reaccionan unos con otros, de manera que se añaden las sustancias (III) y (IV) al mismo tiempo o bien primero el compuesto (IV) y luego el compuesto (III) en un intervalo de tiempo de 5-15 minutos, al polímero P', donde C y D se eligen de los grupos

- -OH, NHR4, -NH2, -Cl, -Br, -SH y

- -NCO, -NCS, -C(=O)Cl, -C(=O)OR5

y C y D no pertenecen al mismo grupo, K1, K2 independientemente uno de otro, equivale a un grupo hidrocarbonado alifático bivalente, que presenta una cadena principal de 1 a 6 átomos de carbono, donde los grupos hidrocarbonados k1, K2 son distintos, X, Y independientemente uno de otro corresponden a un grupo hidroxi o a un grupo hidrolizable,

R1, R2, R4, R5 son independientes uno de otro y equivalen a un radical hidrocarbonado con 1 hasta 20 átomos de C.

9. Procedimiento para la fabricación de una composición endurecible, en la que inicialmente

a) un polímero P' con una estructura polimérica con al menos dos grupos funcionales terminales C reacciona con el compuesto (III)

D-K1-SiR1XY (III),

y aparte de ello

b) un polímero P'' con una estructura polimérica con al menos dos grupos funcionales C reacciona con el compuesto (IV)

D-K2-SiR2XY (IV), y

c) a continuación los productos de reacción de a) y b) se mezclen, de manera que C y D se elijan de uno de los grupos

- -OH, NHR4, -NH2, -Cl, -Br, -SH y

- -NCO, -NCS, -C(=O)Cl, -C(=O)OR5

y C y D no pertenezcan al mismo grupo, K1, K2 independientemente uno de otro, equivale a un grupo hidrocarbonado alifático bivalente, que presenta una cadena principal de 1 a 6 átomos de carbono, donde los grupos hidrocarbonados k1, K2 son distintos, X, Y independientemente uno de otro corresponden a un grupo hidroxi o a un grupo hidrolizable, R1, R2, R4, R5 son independientes uno de otro y equivalen a un radical hidrocarbonado con 1 hasta 20 átomos de C.

10. Procedimiento conforme a la reivindicación 8 o a la reivindicación 9, que se caracteriza por que el procedimiento se lleva a cabo a una temperatura elevada, en particular entre 60 y 100ºC.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 8 hasta 10, que se caracteriza por que la relación de los grupos funcionales D respecto a C se encuentra entre 3:1 hasta 1:1, en particular entre 2:1 y 1,3:1.

12. Composición, que se fabrica mediante un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 8 hasta 11.

13. Preparado, que contiene una composición conforme a una de las reivindicaciones 1 hasta 7 o bien la reivindicación 12.

14. Uso de una composición conforme a una de las reivindicaciones 1 hasta 7 o bien la reivindicación 12, o bien de un preparado conforme a la reivindicación 13 como sustancia adhesiva o sellante.

 

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