Composición de organopolisiloxano curable a temperatura ambiente.

Una composición curable que comprende:

a) al menos un diorganopolisiloxano terminado en silanol;

b) al menos un reticulante para el diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos terminados en silanol;

c) al menos un catalizador para la reacción de reticulación;

d) al menos una nanoarcilla orgánica; y, opcionalmente,

e) al menos un polímero sólido que tiene una permeabilidad a los gases que es menor que la permeabilidad del diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos reticulados

Composición de organopolisiloxano curable a temperatura ambiente Antecedentes de la invención Las composiciones curables a temperatura ambiente (RTC por sus siglas en inglés) son bien conocidas por su uso como sellantes. En la fabricación de Unidades de Vidrio Aislantes (IGU por sus siglas en inglés) , por ejemplo, se colocan paneles de vidrio paralelamente entre sí y se sellan en su periferia, de manera que el espacio entre los paneles, o el espacio interior, quede totalmente cerrado. El espacio interior se rellena habitualmente con un gas o mezcla de gases de baja conductividad térmica, por ejemplo, argón. Las composiciones sellantes de silicona curables a temperatura ambiente actuales, si bien son efectivas en cierto grado, todavía tienen únicamente una capacidad limitada para prevenir la pérdida de gas aislante del espacio interior de una IGU. En el transcurso del tiempo, el gas escapará reduciendo la efectividad de aislamiento térmico de la IGU hasta el punto de perderse.

Por tanto, existe la necesidad de una composición RTC con una permeabilidad reducida a los gases en comparación con la exhibida por las composiciones RTC conocidas. Cuando se emplea como sellante para una IGU, una composición RTC de permeabilidad reducida a los gases retendrá el gas aislante entre dos paneles durante un periodo de tiempo más largo en comparación con aquella de una composición RTC más permeable y, por tanto, prolongará las propiedades aislantes de la IGU durante un periodo de tiempo más largo.

Resumen de la invención La presente invención está basada en el descubrimiento de que un diorganopolisiloxano terminado en silanol, curable, en combinación con una carga de un determinado tipo exhibe, tras el curado, una permeabilidad reducida a los gases. La composición resulta especialmente adecuada para su uso como sellante en donde las altas propiedades de barrera a los gases junto con las características deseadas de blandura, procesabilidad y elasticidad son criterios de comportamiento importantes.

De acuerdo con la presente invención se proporciona una composición curable que comprende:

a) al menos un diorganopolisiloxano terminado en silanol;

b) al menos un reticulante para el diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos terminados en silanol;

c) al menos un catalizador para la reacción de reticulación;

d) al menos una nanoarcilla orgánica; y, opcionalmente, e) al menos un polímero sólido que tiene una permeabilidad a los gases que es menor que la permeabilidad del diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos reticulados.

Cuando se emplea como una barrera a los gases, por ejemplo, en la fabricación de una IGU, la composición anterior reduce la pérdida de gas o gases, aportando así una vida de servicio más larga del artículo en donde se utiliza.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una presentación gráfica de datos de permeabilidad de las composiciones sellantes de Ejemplos Comparativos 1-2 y Ejemplos 1-3 y 5-8.

La figura 2 es una presentación gráfica de datos de permeabilidad para las composiciones sellantes de Los Ejemplos Comparativos 1-2 y Ejemplos 4 y 9.

Descripción detallada de la invención La composición sellante curable de la presente invención se obtiene mezclando (a) al menos un diorganopolisiloxano terminado en silanol; (b) al menos un reticulante para el diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos terminados en silanol; (c) al menos un catalizador para la reacción de reticulación; (d) al menos una nanoarcilla orgánica; y, opcionalmente, (e) al menos un polímero sólido que tiene una permeabilidad a los gases que es menor que la permeabilidad del diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos reticulados, exhibiendo la composición, después del curado, una baja permeabilidad a los gases.

Las composiciones de la invención son útiles para la producción de sellantes, revestimientos, adhesivos, empaquetaduras y similares, y son particularmente adecuadas para su uso en sellantes destinados a unidades de vidrio aislantes.

La viscosidad del diorganopolisiloxano terminado en silanol que se encuentra en la composición curable de la invención puede variar ampliamente y de manera conveniente oscila aproximadamente entre 1.000 y 20.000 cps a 25º C.

Los diorganopolisiloxanos terminados en silanol adecuados (a) incluyen aquellos de la fórmula general MaDbD'c

en donde "a" es 2 y "b" es igual a o mayor de 1 y "c" es cero o un número positivo; M es (HO) 3-x-yR1xR2ySiO1/2

en donde "x" es 0, 1 o 2 e "y" es 0 o 1, con la limitación de que x+y sea menor de o igual a 2, R1 y R2 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono; D es R3R4SiO2/2

en donde R3 y R4 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono; y D' es R5R6SiO2/2

en donde R5 y R6 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono.

Los reticulantes (b) adecuados para el diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos terminados en silanol presentes en la composición de la invención incluyen silicatos de alquilo de fórmula general:

(R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si en donde R14, R15, R16 y R17 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono. Los reticulantes de este tipo incluyen silicato de n-propilo, ortosilicato de tetraetilo y metiltrimetoxisilano y compuestos de alcoxisilano alquil-sustituidos similares, así como otros.

Catalizadores (c) adecuados para la reacción de reticulación del diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos terminados en silanol puede ser cualquiera de aquellos conocidos como útiles para facilitar la reticulación de tales siloxanos. El catalizador puede ser un compuesto que contiene metal o un compuesto no metálico. Ejemplos de compuestos útiles que contienen metal incluyen aquellos de estaño, titanio, zirconio, plomo, hierro, cobalto, antimonio, manganeso, bismuto y zinc.

En una modalidad de la presente invención, los compuestos que contienen estaño útiles como catalizadores de reticulación incluyen: dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, dimetóxido de dibutilestaño, octoato de estaño, triceroato de isobutilestaño, óxido de dibutilestaño, óxido de dibutilestaño soluble, bis-diisooctilftalato de dibutilestaño, bis-tripropoxisilildioctilestaño, bis-acetilacetona de dibutilestaño, dióxido de dibutilestaño sililado, trisuberato de carbometoxifenilestaño, triceroato de isobutilestaño, dibutirato de dimetilestaño, di-neodecanoato de dimetilestaño, tartarato de trietilestaño, dibenzoato de dibutilestaño, oleato de estaño, naftenato de estaño, hexoato de butilestaño tri-2-etilhexilo, butirato de estaño, bis-º-dicetonatos de diorganoestaño y similares. Los catalizadores de contienen titanio útiles incluyen: compuestos de titanio quelados, por ejemplo, bis (etilacetoacetato) de 1, 3propanodioxititanio, bis (etilacetoacetato) de di-isopropoxititanio y titanatos de tetraalquilo, por ejemplo, titanato de tetra-n-butilo y titanato de tetra-isopropilo. En otra modalidad más de la presente invención, los bis-º-dicetonatos de diorganoestaño se emplean para facilitar la reticulación en una composición sellante de silicona.

La composición curable de la presente invención incluye al menos una carga de nanoarcilla orgánica (d) . Las nanoarcillas poseen una morfología única, encontrándose una de las dimensiones en el intervalo nanométrico. Las nanoarcillas pueden formar complejos químicos con un intercalante que se enlaza iónicamente a superficies entre las capas incorporándose así en las partículas de arcilla. Esta asociación de intercalante y partículas de arcilla da lugar a un material que es compatible con muchos tipos diferentes de resinas hospedantes permitiendo que la carga de arcilla se disperse en las mismas.

El término "exfoliación" tal y como aquí se emplea describe un proceso en donde paquetes de laminillas de nanoarcilla se separan unos de los otros en una matriz polimérica. Durante la exfoliación, las laminillas de la región más externa de cada paquete se desgajan, quedando así expuestas más laminillas para la separación.

El término "galería" tal como aquí se emplea describe el espacio entre capas paralelas de laminillas de arcilla. El espacio de la galería cambia en función de la naturaleza de la molécula o polímero... [Seguir leyendo]

1. Una composición curable que comprende:

a) al menos un diorganopolisiloxano terminado en silanol;

b) al menos un reticulante para el diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos terminados en silanol;

c) al menos un catalizador para la reacción de reticulación;

d) al menos una nanoarcilla orgánica; y, opcionalmente, e) al menos un polímero sólido que tiene una permeabilidad a los gases que es menor que la permeabilidad del diorganopolisiloxano o diorganopolisiloxanos reticulados.

2. Una composición según la reivindicación 1, en donde el diorganopolisiloxano o los diorganopolisiloxanos terminados en silanol (a) tienen la fórmula general:

MaDbD'c

en donde "a" es 2 y "b" es igual a o mayor de 1 y "c" es cero o un número positivo; M es (HO) 3-x-yR1xR2ySiO1/2

en donde "x" es 0, 1 o 2 e "y" es 0 o 1, con la limitación de que x+y sea menor de o igual a 2, R1 y R2 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono; D es R3R4SiO2/2

en donde R3 y R4 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono; y D' es R5R6SiO2/2

en donde R5 y R6 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono.

3. Una composición según la reivindicación 1, en donde el reticulante (b) es un silicato de alquilo que tiene la fórmula:

(R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si en donde R14, R15, R16 y R17 se eligen independientemente entre radicales hidrocarburo monovalentes C1 a C60.

4. Una composición según la reivindicación 1, en donde el catalizador (c) es un catalizador de estaño.

5. Una composición según la reivindicación 1, en donde la porción de nanoarcilla de la nanoarcilla orgánica (d) se elige del grupo consistente en montmorillonita, montmorillonita sódica, montmorillonita de calcio, montmorillonita de magnesio, nontronita, beidelita, volkonskiota, laponita, hectorita, saponita, sauconita, magadita, kenyaita, sobockita, svindordita, stevensita, vermiculita, haloisita, óxidos de aluminatos, hidrotalcita, ilita, rectorita, tarosovita, lediquita, caolinita y mezclas de las anteriores.

6. Una composición según la reivindicación 1, en donde la porción orgánica de la nanoarcilla orgánica (d) es al menos un compuesto de amina terciaria R3R4R5N y/o un compuesto de amonio cuaternario R6R7R8N+X- en donde R3, R4, R5, R6, R7 y R8 representan cada uno independientemente un grupo alquilo, alquenilo o alcoxisilano de hasta 60 átomos de carbono y X es un anión.

7. Una composición según la reivindicación 1, en donde el polímero sólido (e) se elige del grupo consistente en polietileno de baja densidad, polietileno de muy baja densidad, polietileno lineal de baja densidad y polietileno de alta densidad; polipropileno, poliisobutileno, acetato de polivinilo, alcohol polivinílico, poliestireno, policarbonato, poliéster, tal como tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polietileno, tereftalato de polietileno modificado con glicol; cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno, poliuretano termoplástico, acrilonitrilo-butadieno-estireno, metacrilato de polimetilo, fluoruro de polivinilo; poliamidas, polimetilpenteno, poliimida, polieterimida, polieter etercetona, polisulfona, polietersulfona, etileno-clorotrifluoretileno, politetrafluoretileno, acetato de celulosa, acetato-butirato de celulosa, cloruro de polivinilo plastificado, ionómeros, sulfuro de polifenileno, estireno-anhídrido maleico, óxido de polifenileno modificado, caucho de etileno-propileno, polibutadieno, policloropreno, poliisopreno, poliuretano, estireno-butadieno-estireno, estireno-etileno-butadienoestireno, polimetilfenilsiloxano y mezclas de los mismos.

8. Una composición según la reivindicación 1, que comprende además al menos un componente opcional seleccionado del grupo consistente en un promotor de la adherencia, un surfactante, un colorante, un pigmento, un plastificante, una carga distinta de la nanoarcilla orgánica, un antioxidante, un estabilizante UV y un biocida.

9. Una composición según la reivindicación 1, en donde el diorganopolisiloxano o los diorganopolisiloxanos terminados en silanol (a) tienen la fórmula general:

MaDbD'c

en donde "a" es 2 y "b" es igual a o mayor de 1 y "c" es cero o un número positivo; M es (HO) 3-x-yR1xR2ySiO1/2

en donde "x" es 0, 1 o 2 e "y" es cero o 1, con la limitación de que x+y sea menor de o igual a 2, R1 y R2 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono; D es R3R4SiO2/2

en donde R3 y R4 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono; y D' es R5R6SiO2/2

en donde R5 y R6 son cada uno independientemente un grupo hidrocarburo monovalente de hasta 60 átomos de carbono;

el reticulante (b) es un silicato de alquilo que tiene la fórmula:

(R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si en donde R14, R15, R16 y R17 se eligen independientemente entre radicales hidrocarburo monovalentes C1 a C60;

el catalizador (c) es un catalizador de estaño; y la porción de nanoarcilla de la nanoarcilla orgánica (d) se elige del grupo consistente en montmorillonita, montmorillonita sódica, montmorillonita de calcio, montmorillonita de magnesio, nontronita, beidelita, volkonskiota, laponita, hectorita, saponita, sauconita, magadita, kenyaita, sobockita, svindordita, stevensita, vermiculita, haloisita, óxidos de aluminatos, hidrotalcita, ilita, rectorita, tarosovita, lediquita, caolinita y mezclas de las anteriores; y la porción orgánica de la nanoarcilla orgánica (d) es al menos un compuesto de amina terciaria R3R4R5N y/o un compuesto de amonio cuaternario R6R7R8N+X- en donde R3, R4, R5, R6, R7 y R8 representan cada uno independientemente un grupo alquilo, alquenilo o alcoxisilano de hasta 60 átomos de carbono y X es un anión.

10. Una composición según la reivindicación 4, en donde el catalizador de estaño se elige del grupo consistente en dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, dimetóxido de dibutilestaño, octoato de estaño, triceroato de isobutilestaño, óxido de dibutilestaño, óxido de dibutilestaño soluble, bis-diisooctilftalato de dibutilestaño, bistripropoxisilildioctilestaño, bis-acetilacetona de dibutilestaño, dióxido de dibutilestaño sililado, tris-uberato de carbometoxifenilestaño, triceroato de isobutilestaño, dibutirato de dimetilestaño, di-neodecanoato de dimetilestaño, tartarato de trietilestaño, dibenzoato de dibutilestaño, oleato de estaño, naftenato de estaño, hexoato de butilestaño tri-2-etilhexilo, butirato de estaño, bis-º-dicetonatos de diorganoestaño y mezclas de los mismos.

11. Una composición según la reivindicación 5, en donde la porción de nanoarcilla de la nanoarcilla orgánica (d) está modificada con amonio, alquilamonio primario, alquilamonio secundario, alquilamonio terciario, alquilamonio cuaternario, derivados de fosfonio de aminas alifáticas, aromáticas o arilalifáticas, fosfinas o sulfuros o derivados de sulfonio de aminas alifáticas, aromáticas o arilalifáticas, fosfinas o sulfuros.

12. Una composición según la reivindicación 8, en donde

(a) el promotor de la adherencia se elige del grupo consistente en N-2-aminoetil-3-aminopropiltrietoxisilano, yaminopropiltrietoxisilano, y-aminopropiltrimetoxisilano, aminopropiltrimetoxisilano, bis-y-trimetoxisilipropil) amina, Nfenil-y-aminopropiltrimetoxisilano, triaminofunctionaltrimetoxisilano, y-aminopropilmetildietoxisilano, y-aminopropilmetildietoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano, metilaminopropiltrimetoxisilano, yglicidoxipropiletildimetoxisilano, y-glicidoxipropiltrimetoxisilano, y-glicbdoxbetbItrbmetoxbsbIano, - (3, 4epoxbcbcIohexbI) propbItrbmetoxbsbIano, º- (3, 4-epoxiciclohexil) etilmetildimetoxisilano, isocianatopropiltrietoxisilano, bsocbanatopropbImetbIdbmetoxbsbIano, -cianoetiltrimetoxisilano, y-acriloxipropiltrimetoxisilano, ymetacriloxipropilmetildimetoxisilano, 4-amino-3, 3, -dimetilbutiltrimetoxisilano, y N-etil-3-trimetoxisilil-2metilpropanamina y mezclas de los mismos; o

(b) el surfactante es un surfactante no iónico seleccionado del grupo consistente en polietilenglicol, polipropilenglicol,

aceite de ricino etoxilado, etoxilato de ácido oleico, etoxilatos de alquilfenol, copolímeros de óxido de etileno y óxido de propileno y copolímeros de siliconas y poliéteres, copolímeros de siliconas y copolímeros de óxido de etileno y óxido de propileno y mezclas de los anteriores; o

(c) la carga distinta de la nanoarcilla orgánica se elige del grupo consistente en carbonato cálcico, carbonato cálcico

precipitado, carbonato cálcico coloidal, carbonato cálcico tratado con compuestos de estearato o ácido esteárico, sílice ahumada, sílice precipitada, geles de sílice, sílices hidrofobizadas, geles de sílice hidrófilos, cuarzo triturado, cuarzo molido, alúmina, hidróxido de aluminio, hidróxido de titanio, arcilla, caolín, bentonita, montmorillonita, tierra de diatomeas, óxido de hierro, negro de humo y grafito, mica, talco y mezclas de las mismas.

13. Una composición según la reivindicación 12, parte (b) , en donde el surfactante no iónico se elige del grupo consistente en copolímeros de óxido de etileno y óxido de propileno, copolímeros de siliconas y poliéteres, copolímeros de siliconas y copolímeros de óxido de etileno y óxido de propileno y mezclas de los mismos.

14. Una composición curada según las reivindicaciones 1, 7, 8 o 9.

15. Una composición curada según la reivindicación 14, que exhibe un coeficiente de permeabilidad al argón no mayor de 900 barrers aproximadamente.