Composición de silicona y procedimiento útil para mejorar la resistencia al desgarramiento y al peinado de una bolsa hinchable, destinada a la protección de un ocupante de vehículo.

Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido,

tricotado o no tejido, que comprende las etapas siguientes:

a) la preparación de una composición de silicona de recubrimiento (A) reticulable que comprende:

• los componentes (a-1) o (a-2) :

- (a-1) correspondiente a al menos un poliorganosiloxano susceptible de reticularse por la acción de un catalizador basado en al menos un peróxido orgánico, y

- (a-2) correspondiente a una mezcla de poliorganosiloxanos susceptible de reticularse por reacciones de poliadición que comprenden:

al menos un poliorganosiloxano (I) que presente, por molécula, al menos dos grupos alquenilos de C2-C6 unidos al silicio, y al menos un poliorganosiloxano (II) que presenta, por molécula, al menos dos átomos de hidrógeno unidos al silicio,

• una cantidad eficaz de catalizador de reticulación que consiste:

cuando se utiliza (a-1) en al menos un peróxido orgánico y cuando se utiliza (a-2), en al menos un metal (o compuesto) del grupo del platino,

• eventualmente al menos un promotor de la adherencia (IV), y

• un sistema aditivo (B) que mejora la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado, cuyos constituyentes son añadidos de forma secuencial o simultánea, constituido por la mezcla de:

- al menos una resina de poliorganosiloxano (V) presente hasta un 60% en peso con respecto al peso total de la composición y, eventualmente mezclada con al menos un poliorganosiloxano que sirve como diluyente, y

- carbonato de calcio (CaCO3), cuya cantidad está comprendida entre 10 y 24% en peso con respecto al peso total de la composición, b) la aplicación de al menos 10 g/m2 sobre una o las dos caras de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido, de la composición de silicona de recubrimiento (A) preparada en la etapa a), y c) la reticulación del depósito formado en la etapa b) para formar un elastómero por calentamiento a una temperatura que puede alcanzar 210ºC, por radiación electromagnética, en particular por radiación infrarrojos.

Composición de silicona y procedimiento útil para mejorar la resistencia al desgarramiento y al peinado de una bolsa hinchable, destinada a la protección de un ocupante de vehículo El campo general de la invención es el de las composiciones de siliconas de recubrimiento, en particular las de tipo bicomponente o multicomponente, reticulables mediante reacciones de poliadición o de hidrosililación para producir un elastómero de capa delgada. Estas composiciones reticuladas están adaptadas, entre otras cosas, a un revestimiento, por ejemplo de protección o de refuerzo mecánico de diferentes sustratos de material textil como por ejemplo soportes fibrosos, tejidos, tricotados o no tejidos.

Estos revestimientos de silicona se obtienen generalmente mediante el recubrimiento del sustrato seguido de endurecimiento producido por la poliadición de grupos insaturados (alquenilos, por ejemplo, SiVi) de un poliorganosiloxano sobre los átomos de hidrógeno del mismo o de otro poliorganosiloxano.

Estas composiciones de siliconas han encontrado una importante aplicación en el revestimiento de materiales flexibles, tejidos, tricotados o no tejidos, utilizados para la fabricación de bolsas de protección individual de ocupantes de vehículos, denominadas igualmente "airbag".

Para más detalles sobre estas bolsas de protección individuales o "airbag", se puede hacer referencia particularmente a la patente francesa FR-A-2.668.106.

La presente invención se refiere también a la aplicación de siliconas en la fabricación de estas bolsas de protección.

Históricamente, estas últimas están formadas por una tela de fibra sintética, por ejemplo de poliamida (Nylon®) , recubierta en al menos una de sus caras por una capa de un elastómero de tipo cloropreno. La presencia de esta capa o de este revestimiento de protección está dictada por el hecho de que los gases liberados por el generador de gas (por ejemplo, monóxido de carbono, NOx) en caso de choque, están extremadamente calientes y contienen partículas incandescentes susceptibles de deteriorar la bolsa de Nylon®.

La capa de protección interna de elastómero por tanto debe ser particularmente resistente a las temperaturas elevadas y a las tensiones mecánicas. Es igualmente importante que este revestimiento elastómero se presente en la forma de una película fina, uniforme y perfectamente adherente al soporte de tejido sintético que forma las paredes del "airbag".

Las composiciones de siliconas han sustituido fácilmente a los cloroprenos en esta aplicación, ya que se ha comprobado que estas últimas no responden de forma satisfactoria a todas las especificaciones pretendidas.

No obstante, actualmente surge otra restricción y necesita nuevas soluciones. La utilización de generadores de gas más agresivos mecánicamente y térmicamente supone restricciones complementarias a nivel de las costuras del airbag. Estas de añaden a las restricciones físicas asociadas al despliegue de la bolsa hinchable y pueden producir un desgarramiento del tejido recubierto por elastómero y la abertura de sus costuras. Esto da lugar a un punto de escape de gas caliente, procedente del generador, a través de las costuras, que da lugar a puntos debilitados que son causa de distorsiones, peinado (deshilachado) o incluso a la rotura de ciertos airbags. Por ello los fabricantes de airbags investigan composiciones elastómeras de siliconas de recubrimiento para aplicaciones que presenten propiedades mecánicas óptimas, particularmente una buena resistencia al desgarramiento y al peinado (capacidad del tejido recubierto para resistir al peinado de las costuras de la bolsa hinchable) . Efectivamente, la resistencia al peinado se convierte en un criterio cada vez más importante para esta industria, ya que las restricciones debidas al peinado de las costuras de la bolsa hinchable son comparables a las observadas durante el despliegue de un airbag en funcionamiento.

Uno de los problemas principales surgidos actualmente en la utilización de tejidos recubiertos por elastómeros de siliconas en airbags consiste en que poseen una buena resistencia al peinado, es decir, una buena resistencia al peinado o bien una buena resistencia al deshilachado. La obtención de un buen compromiso entre estas dos propiedades, siempre manteniendo buenas propiedades en materia de adherencia y finura, es fundamental y concita actualmente numerosos esfuerzos de investigación. Además, los fabricantes de airbags están también tras la investigación de nuevas soluciones que permitan reducir sus costes de fabricación, particularmente por la utilización de tejidos descontexturados (reducción del número de hilos por centímetro) que necesitan también un control de la resistencia al peinado y al deshilachado de los tejidos recubiertos con elastómeros de siliconas.

La técnica anterior EP-A-053849 y US-5.296.298 describe composiciones de siliconas para aplicaciones de airbags.

Según el documento EP-A-553.840, estas composiciones de siliconas conocidas comprenden:

- (A) un poliorganosiloxano que tiene al menos dos grupos alquenilos por moléculo,

- (B) un poliorganohidrogenosiloxano que tiene al menos dos átomos de hidrógeno unidos al silicio en cada

molécula,

- (C) un catalizador metálico del grupo del platino,

- (D) Un favorecedor de la adherencia que consiste en un compuesto de organosilicio con funcionalidad epoxídica,

- (E) un material de carga inorgánico cuya cantidad en peso está definida con relación a la cantidad del poliorganosiloxano (A) ,

- (F) una resina de poliorganosiloxano y, eventualmente,

- (G) un compuesto útil como inhibidor de la reticulación.

No obstante, esta referencia solo presenta soluciones para obtener películas homogéneas y adhesivos para revestimientos de airbag y no dice nada en cuanto a la resolución de los problemas anteriormente mencionados. Según el documento US.5.296.298, estas composiciones de siliconas comprenden:

- (A) un polidiorganosiloxano que tiene al menos dos grupos alquenilos por molécula,

- (B) un poliorganohidrogenosiloxano que tiene al menos dos átomos de hidrógeno unidos al silicio en cada molécula,

- (C) un silano con función metacrílica,

- (D) un epoxialcoxisilano,

- (E) un quelato de aluminio, y

- (F) un catalizador metálico del grupo del platino.

En esta referencia, los materiales de carga sólo se mencionan con carácter opcional y sin presentar soluciones para obtener películas de siliconas que tengan una buena adherencia al soporte del airbag. Estas composiciones no están adaptadas a las nuevas expectativas de los fabricantes de airbag relativas al control de las propiedades de resistencia al peinado y al deshilachado.

En el documento EP-A-0.681.014 se describe una composición de silicona, aplicable particularmente como revestimiento interno de "airbag" y que presenta con este fin buenas propiedades en material particularmente de resistencia al fuego y a la temperatura, propiedades mecánicas, resistencia al envejecimiento, adherencia y uniformidad superficial, siendo la adherencia sobre sustratos de materia textil la más particularmente investigada.

La solución propuesta por esta invención cosiste en utilizar:

una composición de silicona de recubrimiento que consiste en la mezcla formada por:

(1) al menos un poliorganosiloxano que presenta, por molécula, al menos dos grupos alquenilos de C2-C6 unidos al silicio,

(2) al menos un poliorganosiloxano que presente, por molécula, al menos dos átomos de hidrógeno unidos al silicio,

(3) una cantidad catalíticamente eficaz de al menos un catalizador, compuesto por al menos un metal perteneciente al grupo del platino,

(4) un promotor de la adherencia,

(5) eventualmente un material de carga mineral,

(6) eventualmente al menos un inhibidor de reticulación, y

(7) eventualmente al menos una resina de poliorganosiloxano,

composición en la que el promotor de adherencia está constituido exclusivamente por la asociación de al menos tres de los siguientes ingredientes:

- (4-1) al menos un organosilano alcoxilado que contiene, por molécula, al menos un grupo alquenilo de C2-C6,

- (4-2) al menos un compuesto de organisilicio que comprende al menos un radical epoxi, y

- (4-3) al menos un quelato de metal M y/o un alcóxido metálico de fórmula general: M (OJ) n, en la que n = valencia de M y J = alquilo lineal o ramificado de C1-C8, siendo escogido M entre el grupo formado por: Ti, Zr, Ge, Li, Mn, Fe, Al y Mg.

Debe apreciarse que está siempre presente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido, que comprende las etapas siguientes:

a) la preparación de una composición de silicona de recubrimiento (A) reticulable que comprende:

• los componentes (a-1) o (a-2) :

- (a-1) correspondiente a al menos un poliorganosiloxano susceptible de reticularse por la acción de un catalizador basado en al menos un peróxido orgánico, y

- (a-2) correspondiente a una mezcla de poliorganosiloxanos susceptible de reticularse por reacciones de poliadición que comprenden:

al menos un poliorganosiloxano (I) que presente, por molécula, al menos dos grupos alquenilos de C2-C6 unidos al silicio, y al menos un poliorganosiloxano (II) que presenta, por molécula, al menos dos átomos de hidrógeno unidos al silicio,

• una cantidad eficaz de catalizador de reticulación que consiste: cuando se utiliza (a-1) en al menos un peróxido orgánico y cuando se utiliza (a-2) , en al menos un metal (o compuesto) del grupo del platino,

• eventualmente al menos un promotor de la adherencia (IV) , y

• un sistema aditivo (B) que mejora la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado, cuyos constituyentes son añadidos de forma secuencial o simultánea, constituido por la mezcla de:

- al menos una resina de poliorganosiloxano (V) presente hasta un 60% en peso con respecto al peso total de la composición y, eventualmente mezclada con al menos un poliorganosiloxano que sirve como diluyente, y

- carbonato de calcio (CaCO3) , cuya cantidad está comprendida entre 10 y 24% en peso con respecto al peso total de la composición,

b) la aplicación de al menos 10 g/m2 sobre una o las dos caras de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido, de la composición de silicona de recubrimiento (A) preparada en la etapa a) , y c) la reticulación del depósito formado en la etapa b) para formar un elastómero por calentamiento a una temperatura que puede alcanzar 210ºC, por radiación electromagnética, en particular por radiación infrarrojos.

2. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 1, en el que la resina de poliorganosiloxano (V) está presente en el sistema aditivo (B) hasta 40% en peso, preferentemente a razón de 5 a 30% en peso e incluso más preferentemente entre 11 y 30% en peso con respecto al peso total de la composición.

3. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 2, en el que el promotor de la adherencia (IV) de la composición de silicona de recubrimiento (A) reticulable comprende exclusivamente:

(IV.1) al menos uno organosilano alcoxilado que contiene, por molécula, al menos un grupo alquenilo de C2-C6, (IV.2) al menos un compuesto de organosilicio que comprende al menos un radical epoxi, y (IV.3) al menos un quelato de metal M y/o un alcóxido metálico de fórmula general: M (OJ) n en la que n = valencia de M y J = alquilo lineal o ramificado de C1-C8, siendo escogido M entre el grupo formado por: Ti, Zr, Ge, Li, Mn, Fe, Al y Mg.

4. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 2 ó 3, en el que la resina de poliorganosiloxano (V) del sistema aditivo (B) comprende restos siloxilos Q de fórmula SiO4/2.

5. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 4, en el que la resina de poliorganosiloxano (V) comprende al menos 2% en peso de restos siloxilos de tipo Q.

6. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido,

tricotado o no tejido según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que el poliorgansiloxano (I) presenta:

(i) restos siloxilos de fórmula:

en la cual:

- los símbolos R1 son un grupo alquenilo, preferentemente vinilo o alilo,

- los símbolos Z, iguales o diferentes, representan cada uno un grupo hidrocarbonado monovalente, exento de una acción desfavorable sobre la actividad del catalizador y escogido entre grupos alquilos que tienen de 1 a 8 átomos de carbono incluidos, eventualmente sustituidos con al menos un átomo de halógeno, así como grupos arilos,

- a es 1 ó 2, b es 0, 1 ó 2 y la suma a + b es igual a 1, 2 ó 3, y eventualmente (ii) otros restos siloxilos de fórmula:

en la cual:

- Z tiene el mismo significado que anteriormente y c es 0, 1, 2 ó 3.

7. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según una cualquiera de als reivindicaciones 2 a 6, en el que el poliorganosiloxano (II) comprende restos siloxilos de fórmula:

en la cual:

- los grupos L, iguales o diferentes, representan cada uno un grupo hidrocarbonado monovalente, exento de una acción desfavorable sobre la actividad del catalizador y escogido, preferentemente, entre un grupo alquilo que tiene

de 1 a 8 átomos de carbono incluidos, eventualmente sustituido con al menos un átomo de halógeno, ventajosamente escogido entre los grupos metilo, etilo, propilo y 3, 3, 3-trifluoropropilo, un grupo arilo y, ventajosamente, un radical xililo, tolilo o fenilo,

- d es 1 ó 2, e es 0, 1 ó 2 y la suma d + e es igual a 1, 2 ó 3, y

- eventualmente, al menos una parte de los otros restos son restos de fórmula media:

45 en la que los grupos L tienen el mismo significado que anteriormente y g es igual a 0, 1, 2 ó 3.

8. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en el que las proporciones de los poliorganosiloxanos (I) y (II) son tales que la relación en moles de los átomos de hidrógeno unidos al silicio en (II) respecto a los radicales alquenilos unidos al silicio en (I) está comprendida entre 0, 4 y 10, preferentemente entre 0, 6 y 5.

9. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 3, caracterizado porque el organosiloxano alcoxilado (IV.1) del promotor

(IV) responde a la fórmula general siguiente:

fórmula en la cual:

- R1, R2 y R3 son radicales hidrogenados o hidrocarbonados iguales o diferentes entre ellos y que representan hidrógeno, un alquilo lineal o ramificado de C1-C4 o un fenilo eventualmente sustituido con al menos un alquilo de C1-C3,

- U es un alquileno lineal o ramificado de C1-C4,

- W es un enlace de valencia.

15. R4 y R5 son radicales iguales o diferentes y representan un alquilo de C1-C4 lineal o ramificado,

- x' = 0 ó 1, y

- x = 0 a 2. 20

10. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 3, caracterizado porque el compuesto de organosilicio (IV.2) del promotor (IV) se escoge:

a) entre productos (IV.2a) que responden a la fórmula general siguiente:

fórmula en la cual:

- R6 es un radical alquilo lineal o ramificado de C1-C4,

- R7 es un radical alquilo lineal o ramificado.

35. y es igual a 0, 1, 2 ó 3, y

- X está definido por la fórmula siguiente:

en la cual: E y D son radicales iguales o diferentes escogidos entre alquilos de C1-C4 lineales o ramificados;

z es igual a 0 ó 1, R8, R9 y R10 son radicales iguales o diferentes que representan hidrógeno o un alquilo lineal o ramificado de C1-C4, y R8 y R9 o R10 pueden constituir alternativamente de forma conjunta y con los dos átomos de carbono portadores del epoxi, un ciclo alquilo que tiene de 5 a 7 miembros, b) o bien entre productos (IV.2b) constituidos por poliorganosiloxanos con funcionalidades epoxi que comprenden:

(i) al menos un resto siloxilo de fórmula:

fórmula en la cual:

- X es el radical que se definió con anterioridad para la fórmula (IV.2a)

- G es un grupo hidrocarbonado monovalente, exento de una acción desfavorable sobre la actividad del catalizador y escogido entre los grupos alquilos que tienen de 1 a 8 átomos de carbono incluidos, eventualmente sustituidos con al menos un átomo de halógeno, así como entre los grupos arilos,

- p = 1 ó 2.

25. q = 0, 1 ó 2,

- p + q = 1, 2 ó 3, y y (2i) eventualmente al menos un resto siloxilo de fórmula:

fórmula en la cual G tiene el mismo significado que anteriormente y r es igual a 0, 1, 2 ó 3.

11. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 3, caracterizado porque el metal M del quelato y/o del alcóxido (IV-3) se escoge entre la lista siguiente: Ti, Zr, Ge, Li o Mn.

12. Procedimiento para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido según la reivindicación 9, 10 y 11, en el que el promotor de la adherencia (IV) comprende una mezcla de:

- viniltrimetoxisilano (VTMO) representativo de la fórmula (IV.1) ,

45. 3-glicidoxipropilmetoxisilano (GLYMO) representativo de la fórmula (IV.2) , y

- titanato de butilo representativo de la fórmula (IV.3) .

13. Composición de silicona de recubrimiento (A) reticulable mediante reacciones de poliadición para mejorar la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido, constituida por una mezcla formada por:

(a) al menos un poliorganosiloxano (I) que presenta, por molécula, al menos dos grupos alquenilos de C2-C6 unidos al silicio, 55

(b) al menos un poliorganosiloxano (II) que presenta, por molécula, al menos dos átomos de hidrógeno unidos al silicio,

(c) una cantidad catalíticamente eficaz de al menos un catalizador (III) , compuesto por al menos un metal perteneciente al grupo del platino,

(d) al menos un promotor de la adherencia (IV) ,

(e) un sistema aditivo (B) que mejora la resistencia al peinado y la resistencia al deshilachado, cuyos constituyentes son añadidos de forma secuencial o simultánea la mezcla, constituido por la mezcla de:

- al menos una resina de poliorganosiloxano (V) presente hasta 60% en peso con respecto al peso total de la composición y, eventualmente, mezclada con al menos un poliorganosiloxano que sirve de diluyente, y

- carbonato de calcio (CaCO3) cuya cantidad está comprendida entre 10 y 24% en peso con respecto al peso total de la composición;

(f) eventualmente, al menos un inhibidor de la reticulación (VI) ,

(h) eventualmente, al menos un aditivo de coloración (VII) , y

(i) eventualmente, al menos un aditivo (VIII) para mejorar la resistencia al fuego.

14. Composición según la reivindicación 13, que comprende:

- dos partes A y B distintas destinadas a ser mezcladas para formar la composición, y

- una de estas partes A y B comprende el catalizador (III) y una sola especie (I) o (II) de poliorganosiloxano.

15. Soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido recubierto en una o las dos caras con un elastómero susceptible de ser obtenido:

a) mediante:

- la aplicación de al menos 10 g/m2 sobre una o dos caras de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido de la composición de silicona de recubrimiento (A) según la reivindicación 13, y

- la reticulación del depósito formado en la etapa anterior para formar un elastómero mediante calentamiento a una temperatura que puede alcanzar 210ºC o mediante radiación electromagnética, en particular mediante radiación de infrarrojos, o

b) mediante el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

16. Soporte según la reivindicación 15, caracterizado porque el soporte fibroso es un tejido con una contextura abierta que tiene una porosidad > 10 l/dm2/min según la norma ISO 9237.

17. Bolsa hinchable para la protección de un ocupante de vehículo, formada a partir de un soporte recubierto según la reivindicación 15 ó 16.

18. Utilización de la composición de silicona de recubrimiento (A) reticulable según las reivindicaciones 13 ó 14, para el recubrimiento de un soporte fibroso tejido, tricotado o no tejido.

19. Utilización según la reivindicación 18 de la composición de silicona de recubrimiento (A) reticulable, para el recubrimiento de soportes destinados a formar bolsas hinchables para la protección de ocupantes de vehículos.

20. Utilización según la reivindicación 18 ó 19, caracterizada porque el soporte es un tejido con una contextura abierta que tiene una porosidad > 10 l/dm2/min según la norma ISO 9237.