Composiciones sellantes de siloxano curadas a temperatura ambiente de permeabilidad reducida a los gases.

Una composición sellante curable que comprende:

(a) un diorganopolisiloxano que presenta permeabilidad al gas;

(b) al menos un polímero que tiene una permeabilidad al gas que es menor que la permeabilidad del polímerodiorganopolisiloxano (a);

(c) un entrecruzador; y

(d) un catalizador para la reacción de entrecruzamiento.

en donde el entrecruzador, el componente (c), es un silicato de alquilo que tiene la fórmula

(R14O)(R15O)(R16O)(R17O)Si,

en donde R14, R15, R16 y R17 se escogen independientemente a partir de radicales hidrocarbonados monovalentes de1 a 60 átomos de carbono, y en donde el polímero (b) se selecciona de entre el grupo que consiste de polietileno debaja densidad (LDPE), polietileno de muy baja densidad (VLDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE),polietileno de alta densidad (HDPE), y mezclas de los mismos.

Composiciones sellantes de siloxano curadas a temperatura ambiente de permeabilidad reducida a los gases Campo de la invención Esta invención se relaciona con composiciones curadas a temperatura ambiente de mezclas poliméricas de diorganopolisiloxanos que tienen permeabilidad reducida a los gases y con métodos de utilización de estas composiciones. Las composiciones son particularmente muy adecuadas para su uso en el área de ventanería como sellantes de vidrio aislante y en aplicaciones tales como revestimientos, adhesivos y empaquetaduras.

Antecedentes de la invención Las composiciones curables a temperatura ambiente son bien conocidas por su uso como sellantes. En la fabricación de vidrio aislante (IGU) , por ejemplo, se colocan paneles de vidrio en forma paralela entre sí y se sellan en su periferia de tal manera que el espacio entre los paneles, o el espacio interior, esté completamente cerrado. El espacio interior se rellena típicamente con un gas de baja conductividad o una mezcla de gases.

Una de las desventajas de las composiciones sellantes es su permeabilidad a los gases de transferencia de energía de baja conductividad (por ejemplo, argón) que se utilizan para mejorar el rendimiento de las unidades de vidrio aisladas. Como resultado de esta permeabilidad, la transferencia de energía reducida mantenida por el gas entre los paneles de vidrio se pierde con el tiempo.

Se conocen diferentes composiciones sellantes y composiciones similares en el estado del arte. El documento EP 0 994 151 A1 divulga composiciones curables que puede ser utilizadas para sellamiento. Estas composiciones incluyen un diorganopolisiloxano terminado en silanol, una resina termoplástica, un entrecruzador, y un catalizador.

El documento WO 99/45072 A divulga composiciones curables que pueden ser utilizadas para sellamiento. Estas composiciones incluyen un diorganopolisiloxano, una resina termoplástica, un entrecruzador, y un catalizador.D

El documento EP 0 220 809 A divulga un proceso para la producción de un sellador. Se provee una composición curable que comprende un organopolisiloxano terminado en OH, un polibutileno, un entrecruzador, un catalizador, un relleno y un promotor de adhesión.

El documento US 2005/0192387 A1 divulga una composición sellante de silicona que puede ser vulcanizada a temperatura ambiente que rápidamente alcanza una resistencia en verde poco después de su aplicación. La patente de los Estados Unidos No. 6.645.339 B1 divulga composiciones sellantes que incluyen compuestos e silicona polimerizables y que exhiben una mejor adherencia a sustratos a base de magnesio y una mejor resistencia a los fluidos. La patente de los Estados Unidos No. 5.013.781 A divulga una composición de material de embalaje / empaquetadura de silicona que se cura a temperatura ambiente para producir un producto elastómero útil como un material de embalaje o empaquetadura.

Persiste la necesidad de selladores con una buena protección de barrera que supere las deficiencias descritas anteriormente, y sean muy adecuados para aplicaciones que sean fáciles de aplicar y tengan una excelente adhesión.

Resumen de la invención La presente invención se basa en el descubrimiento de que un polímero de diorganopolisiloxano o mezcla de los mismos exhibe permeabilidad a un gas y al menos un polímero que tiene permeabilidad a un gas o mezcla de gases que es menor que la permeabilidad del polímero diorganopolisiloxano proporciona un sellamiento que tiene propiedades mejoradas de barrera a los gases junto con las características deseadas de suavidad, capacidad de procesamiento, y elasticidad. Específicamente, la presente invención se relaciona con una composición de sellamiento curable que comprende: (a) un diorganopolisiloxano que presenta permeabilidad al gas; (b) al menos un polímero que tiene una permeabilidad al gas que es menor que la permeabilidad del polímero diorganopolisiloxano (a) ; (c) un entrecruzador; y (d) un catalizador para la reacción de entrecruzamiento.

en donde el entrecruzador, el componente (c) , es un silicato de alquilo que tiene la fórmula (R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si, donde R14, R15, R16 y R17 se escogen independientemente a partir de radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono, y en donde el polímero (b) se selecciona de entre el grupo que consiste de polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de muy baja densidad (VLDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , y mezclas de los mismos.

Estas composiciones proporcionan ventajosamente una mayor vida útil de unidades de vidrio aislante (IGU) .

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una ilustración gráfica de la permeabilidad de los Ejemplos 1 - 3 para gas argón.

La Figura 2 es una ilustración gráfica de la permeabilidad de los Ejemplo 5 - 7 para gas argón.

La Figura 3 es una ilustración gráfica del porcentaje de disminución en permeabilidad de los Ejemplo 5 - 7 para gas argón.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la presente invención, las composiciones sellantes exhiben menor permeabilidad al gas, o mezclas de gases, por medio de la mezcla de diorganopolisiloxano que exhibe permeabilidad al gas; (b) al menos un polímero que tiene una permeabilidad al gas que es menor que la permeabilidad del polímero de diorganopolisiloxano (a) ; (c) un entrecruzador; y (d) un catalizador para la reacción del entrecruzador,

en donde el entrecruzador, el componente (c) , es un silicato de alquilo que tiene la fórmula (R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si, donde R14, R15, R16 y R17 se escogen independientemente a partir de radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono, y en donde el polímero (b) se selecciona de entre el grupo que consiste de polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de muy baja densidad (VLDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , y mezclas de los mismos.

La composición sellante de la presente invención puede comprender además un componente opcional, tal como, un relleno, un promotor de la adhesión, un tensoactivo no iónico, y similares, y mezclas de los mismos.

La presente invención comprende un polímero de diorganopolisiloxano o mezcla de los mismos y al menos un polímero adicional. Una descripción general de cada uno de los componentes de la formulación se dan como sigue:

un diorganopolisiloxano o mezcla de diorganopolisiloxanos que exhiben permeabilidad a un gas o mezclas de los gases en los que el átomo de silicio en cada extremo de la cadena de polímero es terminado en silanol; mediante el cual la viscosidad de los siloxanos puede ser de aproximadamente 1.000 a 200.000 cps a 25º C;

un polímero que exhibe permeabilidad a un gas o mezcla de gases que es menor que la permeabilidad del polímero diorganopolisiloxano (a) ,

que se selecciona de entre el grupo que consiste de polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de muy baja densidad (VLDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , y mezclas de los mismos;

un entrecruzador de silicato de alquilo de la fórmula general: (R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si, donde R14, R15, R16 y R17 se escogen independientemente a partir de radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono;

(d) un catalizador útil para facilitar el entrecruzamiento en composiciones sellantes de silicona.

El polímero de diorganopolisiloxano terminado en silanol (a) , por lo general tiene la fórmula:

MaDbD'c

con el subíndice a = 2 y b igual o mayor que 1 y con el subíndice c cero o positivo donde M = (HO) 3-x-yR1 xR2ySiO1/2;

con el subíndice x = 0, 1 ó 2 y el subíndice y es o bien 0 o 1, sometido a la limitación de que x + y es menor que o igual a 2, en donde R1 y R2 son radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono escogidos de forma independiente; donde D = R3R4SiO1/2;

donde R3 y R4 son radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono escogidos de forma independiente, donde D' = R5R6SiO2/2;

donde R5 y R6 son radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono escogidos de forma independiente.

En una forma de realización de la invención, el nivel de incorporación del diorganopolisiloxano en donde el átomo de silicio en cada extremo de la cadena del polímero termina en silanol (a) está en el rango aproximadamente de 50 por ciento en peso hasta aproximadamente 99 por ciento en peso de la composición total. En otra forma de realización de la invención, el nivel de incorporación del polímero de diorganopolisiloxano o mezclas... [Seguir leyendo]

1. Una composición sellante curable que comprende:

(a) un diorganopolisiloxano que presenta permeabilidad al gas;

(b) al menos un polímero que tiene una permeabilidad al gas que es menor que la permeabilidad del polímero diorganopolisiloxano (a) ;

(c) un entrecruzador; y

(d) un catalizador para la reacción de entrecruzamiento.

en donde el entrecruzador, el componente (c) , es un silicato de alquilo que tiene la fórmula (R14O) (R15O) (R16O) (R17O) Si,

en donde R14, R15, R16 y R17 se escogen independientemente a partir de radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono, y en donde el polímero (b) se selecciona de entre el grupo que consiste de polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de muy baja densidad (VLDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , y mezclas de los mismos.

2. La composición sellante de la Reivindicación 1, en donde el polímero de diorganopolisiloxano, el componente (a) ,

(i) es un diorganopolisiloxano terminado en silanol que tiene la fórmula:

MaDbD'c

en donde a = 2, b igual o mayor que 1, c es cero o un entero positivo;

M = (HO) 3-x-yR1 xR2ySiO1/2;

en donde x = 0, 1 ó 2 y y es o bien 0 o 1, sometido a la limitación de que x + y es menor que o igual a 2, R1 y R2 son radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono;

D = R3R4SiO1/2;

donde R3 y R4 son radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono; y

D' = R5R6SiO2/2;

donde R5 y R6 son radicales hidrocarbonados monovalentes de 1 a 60 átomos de carbono escogidos de forma independiente; o (ii) rangos en cantidades de 50 por ciento en peso hasta 99 por ciento en peso de la composición total; o (iii) rangos en cantidades de 60 por ciento en peso hasta 95 por ciento en peso de la composición total.

3. La composición sellante de la Reivindicación 1, en donde el polímero, el componente (b) :

(i) rangos desde una cantidad de 1 por ciento en peso hasta 50 por ciento en peso de la composición total; o

(ii) rangos desde una cantidad de 5 por ciento en peso hasta 40 por ciento en peso de la composición total.

4. La composición sellante de la Reivindicación 1, en donde el entrecruzador, el componente (c) , está en un rango en la cantidad de 0, 1 por ciento en peso hasta 10 por ciento en peso de la composición total; o

5. La composición sellante de la Reivindicación 1, en donde el catalizador, el componente (d) :

(i) es un catalizador de estaño; o (ii) está en el rango en una cantidad de aproximadamente 0, 005 por ciento en peso hasta aproximadamente 1 por ciento en peso de la composición total.

6. La composición sellante de la Reivindicación 1, que contiene al menos un componente opcional seleccionado del grupo que consiste de material de relleno, un promotor de adhesión, un tensoactivo no iónico.

7. La composición sellante de la Reivindicación 1, en donde el polímero (b) se selecciona de entre el grupo que consiste de polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de muy baja densidad (VLDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , y una mezcla de los mismos.

8. La composición sellante de la Reivindicación 7, en donde el polímero (b) es polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) .

9. La composición sellante de la Reivindicación 5, parte (i) en donde el catalizador de estaño se selecciona de entre el grupo que consiste de dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, dimetóxido de dibutilestaño, octoato de estaño, triceroato de isobutilestaño, óxido de dibutilestaño, óxido de dibutilestaño solubilizado, ftalato de bisdiisooctilo de dibutilestaño, bis-tripropoxisilil di-octilestaño dibutilestaño bis-acetilacetona, dióxido de dibutilestaño sililado, tris-uberato de carbometoxifenil estaño, triceroato de isobutil estaño, dibutirato de dimetilestaño, dineodecanoato de dimetilestaño, tartrato de trietilestaño, dibenzoato de dibutilestaño, oleato de estaño, naftenato de estaño, hexoato de butiltintri-2-etilhexilo, butirato de estaño, bis--dicetonatos de diorganoestaño y mezclas de los mismos.

10. La composición sellante de la reivindicación 6, en donde

(a) el promotor de adhesión se selecciona de entre el grupo que consiste de n-2-aminoetil-3aminopropiltrimetoxisilano, 1, 3, 5-tris (trimetoxisililpropil) isocianurato, y-aminopropiltrietoxisilano, yaminopropiltrimetoxisilano, aminopropiltrimetoxisilano, bis-y-trimetoxisililpropil) amina, N-Fenil-y-aminopropil trimetoxisilano, trimetoxisilano triamino funcional, y-aminopropilmetildietoxisilano, y-aminopropilmetildietoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano, metilaminopropiltrimetoxisilano, y-glicidoxipropiletildimetoxisilano, y-glicidoxipropil trimetoxisilano, y-glicidoxietiltrimetoxisilano, - (3, 4-epoxiciclohexil) propiltrimetoxisilano, - (3, 4-epoxiciclohexil) etilmetildimetoxisilano, isocianatopropiltrietoxisilano, isocianatopropilmetildimetoxisilano, -cianoetiltrimetoxisilano, yacriloxipropiltrimetoxisilano, y-metacriloxipropilmetildimetoxisilano, 4-amino-3, 3-dimetilbutiltrimetoxisilano, n-etil-3trimetoxisilil-2-metilpropanamina, y mezclas de los mismos; o

(b) al menos un agente de relleno se selecciona de entre el grupo que consiste de arcillas, nano-arcillas, órganoarcillas, carbonato de calcio molido, carbonato de calcio precipitado, carbonato de calcio coloidal, carbonato de calcio tratado con compuestos de estearato o ácido esteárico; sílice pirógena, sílice precipitada, geles de sílice, sílices hidrófobos, geles de sílice hidrofílicas, cuarzo triturado, cuarzo molido, alúmina, hidróxido de aluminio, hidróxido de titanio, arcilla, caolín, bentonita, montmorillonita, tierra de diatomeas, óxido de hierro, negro de carbono y grafito, talco , mica, y mezclas de los mismos; o

(c) el tensoactivo no iónico se selecciona de entre el grupo que consiste de 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 mismos en una cantidad que varía desde aproximadamente 0, 1 por ciento en peso hasta aproximadamente 10 por ciento en peso; o

(d) una cantidad de agente de relleno, en rangos que oscilan en una cantidad de 0 hasta 80 por ciento en peso de la composición total; o

(e) la cantidad de promotor de adhesión en un rango que oscila desde 0, 5 por ciento en peso hasta 20 por ciento en peso de la composición total.

11. La composición sellante de la Reivindicación 10, parte (c) , en donde el tensoactivo no iónico se selecciona de entre el grupo que consiste de 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.

12. La composición sellante de la Reivindicación 10, parte (b) , en donde la arcilla se selecciona de entre el grupo que consiste de montmorillonita, montmorillonita de sodio, montmorillonita de calcio, montmorillonita de magnesio, nontronita, beidelita, volkonskoita, laponita, hectorita, saponita, sauconita, magadita, keniaita, sobockita, svindordita, estevensita , vermiculita, haloisita, óxidos de aluminato, hidrotalcita, illita, rectorita, tarosovita, ledikita, y caolinita, y mezclas de los mismos.

13. La composición sellante de la Reivindicación 12, en donde

(1) la arcilla se modifica con compuestos de amina o ion amonio que tiene la estructura R3R4R5N, en la que R3, R4, y R5 son alquilos o alquenos de 1 a 30 átomos d carbono, y mezclas de los mismos; o (2) la arcilla se modifica con una amina o ion amonio que tiene la estructura R6R7R8N, en donde al menos un R6, R7, 5 y R8 es alcoxisilanos de 1 a 30 átomos de carbono y el resto son alquilos o alquenos de 1 a 30 átomos de carbono; o

(3) la arcilla se modifica 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, aromáticos o arilalifáticas, fosfinas o sulfuros, y mezclas de los mismos; o

(4) la arcilla está presente en una cantidad de 0, 1 a 50 por ciento en peso de dicha composición.

14. La composición sellante de la Reivindicación 13, parte (1) , en la que R3, R4, y R5 son alquilos o alquenos de 1 a 20 átomos de carbono, y mezclas de los mismos.

15. La composición sellante de la Reivindicación 14, en donde la arcilla se modifica con una amina terciaria en donde R3 es un alquilo o alqueno de 14 a 20 átomos de carbono, y mezclas de los mismos.

16. La composición sellante de la Reivindicación 15, en el que R4 y/o R5 es un alquilo o alqueno de 14 a 20 átomos 15 de carbono, y mezclas de los mismos.

17. La composición sellante de la Reivindicación 13, parte (2) en donde al menos uno de R6, R7 y R8 es un alcoxisilano de 1 a 20 átomos de carbono y el resto son alquilos o alquenos de 1 a 20 átomos de carbono.