Composición de imprimación que comprende un compuesto A1 que tiene un grupo isocianato-reactivo,

paracuya preparación se utilizan:

- un poliisocianato A, que tiene al menos tres grupos isocianato;

- al menos un silano B de la fórmula (I)

en la que R1 significa metilo o etilo,

R2 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR1,

R3 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR1,

X(1) significa un grupo amino primario o un resto orgánico portador de al menos un grupoamino primario, y;

- un reticulante C con al menos tres grupos funcionales isocianato-reactivos.

Composición de imprimación, libre de isocianatos, para vidrio y vitrocerámicas

Campo técnico

La invención se refiere a composiciones de imprimación, libres de isocianatos, para vidrio y vitrocerámicas, dirigidas a mejorar la adhesividad de un pegamento o material de sellado.

Estado de la técnica

Los pegamentos, revestimientos, materiales de sellado, revestimientos para suelos y otros sistemas se basan en aglutinantes reactivos. La adhesión de estos sistemas reactivos sobre diferentes sustratos es deficitaria en muchos casos. Por esta razón, se utilizan muchas veces en la técnica los llamados “imprimantes”. Un imprimante forma un puente adhesivo entre el sustrato y el aglutinante aplicado. Igualmente, un imprimante es un sistema químicamente reactivo y se aplica sobre el sustrato.

Para lograr la adhesión entre el imprimante y el sustrato, el imprimante debe disponer de un periodo de tiempo determinado, que se denomina “tiempo de ventilación”, para formar una película que reticule al menos parcialmente antes de poder aplicar el pegamento u otro sistema reactivo. Sin embargo, la aplicación de este sistema está limitada a lo que se denomina “tiempo abierto”, un periodo durante el cual la adhesividad al imprimante se encuentra todavía garantizada. Al sobrepasar el tiempo abierto, ya no se garantiza la adhesividad al imprimante. Por consiguiente, el tiempo abierto se calcula en ensayos en los que se dejan pasar tiempos de diferente duración entre la aplicación del imprimante y del pegamento, y la adhesión de las uniones se determina después del endurecimiento del pegamento. De forma paradigmática, la adhesividad entre el imprimante y el pegamento u otro sistema reactivo se establece por medio de una reacción entre estos dos materiales. Con el fin de garantizar un procesamiento rápido y eficaz desde el punto de vista económico, en el marco de una aplicación técnica industrial, el tiempo de ventilación debe ser lo más corto posible. Esto significa que el establecimiento de la adhesión del imprimante con el sustrato debe producirse rápidamente, de manera que la aplicación de un pegamento u otro sistema reactivo pueda tener lugar lo antes posible. Aquí surge el problema, sin embargo, de que el proceso de fabricación se interrumpe, por ejemplo por incidencias técnicas, finales de turno, fines de semana, de forma que entre la aplicación del imprimante y la del pegamento u otro sistema reactivo puede transcurrir un periodo de tiempo que va desde algunas horas hasta días o, incluso, semanas. Este problema es especialmente complejo en el caso de aplicaciones industriales de etapas continuadas. Adicionalmente, en la industria automotriz se ha implantado la tendencia de llevar a cabo los procesos de pretratamiento fuera de la línea de producción industrial, en la planta del proveedor, de manera que entre la aplicación del imprimante en la planta del proveedor hasta la aplicación del pegamento en la sede de producción, puede transcurrir un tiempo abierto de hasta algunas semanas de duración.

Para garantizar también en estos casos una buena adhesividad, existe una fuerte demanda de imprimantes con tiempos abiertos prolongados.

El vidrio y la vitrocerámica son sustratos que tienen una enorme importancia en la técnica del ensamblaje, sobre todo en la fabricación de automóviles. Tradicionalmente, se utilizan en este campo imprimantes a base de isocianatos. Por una parte, los isocianatos son objeto de encendidas y constantes discusiones referidas a su toxicidad y, por otra parte, los isocianatos son sustancias reactivas. Reaccionan de forma especial con la humedad atmosférica, de modo que poco tiempo después de la aplicación de un imprimante de isocianato se reduce muy fuertemente el número de grupos isocianato libres. Por esta razón, los imprimantes basados en isocianato normales son adecuados, en general, para tiempos abiertos breves.

El documento US 4.963.614 describe un imprimante para vidrio que contiene un silano, un producto de reacción de un silano y un poliisocianato, un formador de película, así como hollín. El producto de reacción de silanopoliisocianato que se da a conocer en este documento no dispone, sin embargo, de un grupo isocianato-reactivo, de donde se deduce que exhibe malas propiedades adhesivas con un pegamento de poliuretano aplicado sobre él, en particular tras una aplicación en forma de cataplasma. No se ofrecen datos acerca del tiempo abierto de este imprimante.

El documento US 5.109.057 describe un imprimante fabricado a partir de un prepolímero de poliuretano portador de grupos isocianato y un silano, que porta grupos funcionales NCO-reactivos. Este imprimante se debe distinguir por una resistencia UV optimizada. No se ofrecen datos acerca del tiempo abierto de este imprimante.

El documento WO 02/059224 A1 describe un imprimante de dos componentes que comprende un componente endurecedor con un producto de adición formado por un alcoxisilano y un poliisocianato, con una funcionalidad NCO media de 2, 5 hasta 5, 0 y un contenido en isocianato de 8 hasta 27% en peso, y una resina de laca reactiva frente a los grupos isocianato como segundo componente. Sin embargo, como alcoxisilano no se da a conocer ningún aminosilano primario.

Según el estado de la técnica no es posible hasta la fecha obtener un imprimante libre de isocianatos que tenga buena adhesividad sobre el vidrio y vitrocerámicas, con un tiempo abierto prolongado.

Descripción de la invención

Misión de esta invención es superar los inconvenientes y problemas descritos para los imprimantes para vidrio y poner a disposición un imprimante que tenga simultáneamente una buena adhesividad sobre vidrio y vitrocerámicas y un tiempo abierto prolongado. De forma inesperada, se ha encontrado que los inconvenientes del estado de la técnica se pueden solventar mediante la composición de imprimación de la invención según la reivindicación 1.

Al mismo tiempo, se garantiza también una buena adhesividad con tiempos de ventilación cortos o tiempos de espera cortos entre la aplicación del imprimante y del pegamento.

Formas de realización de la invención

La presente invención se refiere a una composición de imprimación que comprende un compuesto A1 que tiene grupos isocianato-reactivos. Para fabricar este compuesto A1 se utilizan un poliisocianato A, que posee al menos tres grupos isocianato, así como al menos un silano B de la fórmula (I) , así como un reticulante C con al menos tres grupos funcionales isocianato-reactivos.

En la presente memoria, el prefijo “poli” en “poliisocianato” y “poliol” designa moléculas que contienen formalmente dos o múltiples grupos funcionales correspondientes.

Con la expresión “grupos funcionales isocianato-reactivos” se dan a entender aquellos grupos funcionales químicos que a temperatura ambiente o a temperaturas de hasta 100ºC reaccionan con un grupo isocianato alifático o aromático, eventualmente en presencia de un catalizador adecuado.

El poliisocianato A que se utiliza para la fabricación del compuesto A1 posee al menos 3 grupos isocianato. En especial, hay presentes 3, 4, 5 o 6, preferentemente 3 o 4 grupos isocianato.

De forma ventajosa, estos poliisocianatos son poliisocianatos de bajo peso molecular, con un peso molecular menor que 2000 g/mol, en especial menor que 1000 g/mol. Preferentemente, el peso molecular se encuentra entre 400 y 900 g/mol.

Estos poliisocianatos de bajo peso molecular son, por una parte, aductos de diisocianato-poliol, que se fabrican haciendo reaccionar polioles de bajo peso molecular con diisocianatos, con un exceso de diisocianato, de manera que se genere una funcionalidad NCO de 3 o mayor. Ejemplos de estos aductos de diisocianato-poliol son los formados a partir de un poliol tal como los que se mencionan más adelante como reticulante C, y un diisocianato alifático o aromático. Se deben destacar en particular los aductos de trimetilolpropano, glicerina o pentaeritrita como poliol, y HDI, TDI o IPDI como diisocianato.

Por otra parte, se pueden citar los oligómeros o polímeros de bajo peso molecular de diisocianatos. En este caso, se trata, por ejemplo, de MDI polímero (4, 4’-difenilmetano-diisocianato) , disponible en el comercio por ejemplo como Voranate M-580 (Dow) .

Son especialmente apropiados los polímeros de bajo peso molecular... [Seguir leyendo]

1. Composición de imprimación que comprende un compuesto A1 que tiene un grupo isocianato-reactivo, para cuya preparación se utilizan:

un poliisocianato A, que tiene al menos tres grupos isocianato; al menos un silano B de la fórmula (I)

en la que R1 significa metilo o etilo, R2 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR1, 10 R3 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR1, X (1) significa un grupo amino primario o un resto orgánico portador de al menos un grupo amino primario, y; un reticulante C con al menos tres grupos funcionales isocianato-reactivos.

2. Composición de imprimación según la reivindicación 1, caracterizada por que para la preparación del 15 compuesto A1 que posee grupos isocianato-reactivos, se utiliza al menos un silano B adicional de fórmula (I’)

en la que R4 significa metilo o etilo, R5 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4,

R6 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4,

X (2) significa un grupo amino primario, mercapto o hidroxilo, o un resto orgánico portador de al menos un grupo amino primario, mercapto o hidroxilo.

3. Composición de imprimación según la reivindicación 2, caracterizada por que en el silano B R6 es OR4, en especial R6 = R5 = OR4.

4. Composición de imprimación según las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada por que en el silano B R4 es metilo.

5. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada por que en el silano B X (2) es SH, NH2 u OH, en especial SH.

6. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la 30 composición de imprimación está esencialmente libre de grupos isocianato.

7. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el poliisocianato A es un biurete o un isocianurato de uno o múltiples diisocianatos, o un aducto de poliisocianatopoliol.

8. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el poliisocianato A es un isocianurato de un diisocianato alifático, preferentemente un isocianurato de hexametilendiisocianato.

9. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en el silano B R3 es OR1, en especial R3 = R2 = OR1.

10. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en el silano B R1 es metilo.

11. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los al menos tres grupos funcionales isocianato-reactivos del reticulante C son idénticos o independientemente diferentes entre sí, preferentemente son todos idénticos y se seleccionan de SH, OH, NH o NH2.

12. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el reticulante C es un poliol, en particular un triol.

13. Composición de imprimación según la reivindicación 12, caracterizada por que el reticulante C tiene un peso equivalente de OH de 30 a 350 g/eq, en especial 30 a 170 g/eq y, preferentemente, 30 a 65 g/eq.

14. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el reticulante C tiene un peso molecular de 90 a 1000 g/mol, en especial 90 a 500 g/mol y, preferentemente, 120 a 150 g/mol.

15. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el compuesto A1 es el producto de reacción de un reticulante C y un producto intermedio AB portador de grupos isocianato, que se ha formado previamente a partir de un poliisocianato A y al menos un silano B de fórmula (I) con exceso estequiométrico de grupos isocianato del poliisocianato A con respecto a los grupos isocianatoreactivos del silano B.

16. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el compuesto A1 tiene la fórmula (VI) o (VII) :

en las que R” significa un resto bivalente, en especial un resto alquileno alifático, preferentemente el resto hexametileno;

R4 significa R1, metilo o etilo;

R5 significa R2, H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4;

R6 significa R3, H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4.

17. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que además de compuesto A1 hay presente un promotor de la adhesión, en especial un compuesto de organosilicio, preferentemente un trialcoxisilano.

18. Composición de imprimación según la reivindicación 17, caracterizada por que el promotor de adhesión es un trialcoxisilano con grupos amino primarios, en especial un trimetoxisilano con grupos amino primarios o un grupo trialcoxisilano con grupos vinilo.

19. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que además del compuesto A1 hay presente un catalizador, en especial un catalizador organoestánnico, seleccionado preferentemente del grupo que comprende dilaurato de dibutilestaño, dicloruro de dibutilestaño, complejos de estaño-tioéster, tricloruro de mono-n-butilestaño, óxido de di-n-butilestaño, diacetato de di-n-butilestaño y carboxilato de dibutilestaño.

20. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que además del compuesto A1 hay presente un disolvente que no reacciona con isocianatos a temperatura ambiente y que se selecciona preferentemente del grupo que comprende xileno, tolueno, hexano, heptano, octano, acetona, metil-etilcetona, metil-propilcetona, metil-isopropil-cetona, metil-butilcetona, dietilcetona, diisopropil-cetona, acetato metílico, acetato etílico, acetato propílico, acetato butílico, acetato metoxietílico, acetato metoxipropílico y acetato 2- (2-metoxi-etoxi) -etílico.

21. Composición de imprimación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que hay presente al menos una carga, en especial, hollín.

22. Compuesto de la fórmula

en la que R1 significa metilo o etilo;

R2 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR1; R3 significa H, un alquilo C1 hasta C4, u OR1; R4 significa R1, metilo o etilo; R5 significa R2, H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4; R6 significa R3, H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4;

R significa un poliisocianato A tras la separación de todos los grupos isocianato; R’ significa un reticulante C después de separar todos los grupos isocianato-reactivos; X1 significa un grupo funcional, formado por la reacción entre un grupo isocianato-reactivo e isocianato, en

especial un grupo urea, uretano o tiocarbamato; X2 significa un grupo funcional, formado por la reacción entre un grupo isocianato-reactivo e isocianato, en 15 especial un grupo urea, uretano o tiocarbamato;

Y1 significa un grupo funcional, formado por la reacción entre un grupo isocianato-reactivo e isocianato, en especial un grupo urea, uretano o tiocarbamato; Y significa un grupo isocianato-reactivo, en especial NH2, SH u OH; n significa los valores 3, 4, 5 o 6, en especial 3 o 4;

q significa los valores 3, 4, 5 o 6, en especial 3 o 4; p significa los valores entre 0 y n-1; m significa los valores 1, 2, 3 o 4, en especial 1 o 2, seleccionado de forma que q–m es 2.

23. Compuesto según la reivindicación 22, caracterizado por que el compuesto tiene la fórmula (VI) o (VII)

en la que R” significa un resto bivalente, en especial un resto alquileno alifático, preferentemente un resto

hexametileno; R4 significa R1, metilo o etilo; R5 significa R2, H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4; R6 significa R3, H, un alquilo C1 hasta C4, u OR4;

24. Uso de la composición de imprimación según una de las reivindicaciones 1 a 21 como imprimante para

pegamentos, materiales de sellado o revestimientos para el suelo, en especial pegamentos o materiales de sellado de poliuretano de 1 componente, que endurecen con la humedad, a base de poliuretanos o híbridos de poliuretano-silano.

25. Procedimiento caracterizado por que se aplica una composición de imprimación según una de las

reivindicaciones 1 a 21 por medio de una brocha, fieltro, paño o esponja sobre un sustrato, de forma manual, 15 automática o por medio de un robot.

26. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado por que el sustrato es vidrio o vitrocerámica.