Composiciones de adhesivo para el pegado y rellenado de conjuntos grandes.

Una composición adhesiva o de relleno polimerizable para conjuntos grandes que contiene del 5 al 75 por ciento en peso de una mezcla de uno o más elastómeros con uno o más polímeros parcialmente termoplásticos elegidos entre el grupo formado por los modificadores de impacto de tipo núcleo-vaina,

los elastómeros de policloropreno y los polímeros elastoméricos; del 0, 5 al 35 por ciento en peso de una resina de poliéster insaturado o éster vinílico resina y del 20 al 80 por ciento en peso de un acrilato o de un metacrilato de alquilo monómero, y dichos polímeros parcialmente termoplásticos se reticulan para convertirse en insoluble o solo parcialmente solubles en el monómero y dichos elastómeros son totalmente solubles en los monómeros.

Composiciones de adhesivo para el pegado y rellenado de conjuntos grandes Antecedentes de la invención Ámbito de la invención Esta invención se refiere a composiciones de adhesivo o relleno de compuestos vinílicos polimerizables, que son útiles para una gran variedad de usos como adhesivos, recubrimientos, rellenos, reparaciones y aplicaciones afines. Más en particular, esta invención se refiere a composiciones de adhesivos vinílicos polimerizables por reticulación de dos componentes a temperatura ambiente, que contienen mezclas de monómeros polimerizables por radicales libres y aditivos que generan calor y sufren expansión y contracción durante el proceso de polimerización. Las composiciones mejoradas contienen mezclas de elastómeros, resinas termoplásticas, monómeros acrilato,

metacrilato y estirénicos, y resinas de poliéster o de éster vinílico, que pueden aplicarse en masas grandes o secciones transversales gruesas sin generación de gases y sin formación de cavidades huecas como consecuencia de la reacción exotérmica de reticulación. Se refiere también a mejoras de la capacidad de los adhesivos basados en las composiciones para unir materiales termoplásticos con termoendurecidos y para unir tales materiales con una menor tendencia a provocar el “efecto de copiado” (read-through) en la zona de la unión. Se refiere además a mejoras de la capacidad de las composiciones de reticular con una superficie no pegajosa y un bajo olor residual, en especial cuando se formulan para tener aplicaciones de tiempo de procesado largo, en la que intervienen piezas o conjuntos de gran extensión o tamaño. Se refiere además a mejoras de las propiedades físicas y de la capacidad de unión adhesiva de las composiciones modificadas.

Antecedentes En la técnica ya se conocen las composiciones vinílicas polimerizables adhesivas, que son útiles para un gran número de aplicaciones como adhesivos, recubrimientos, rellenos, reparaciones y similares. Las composiciones de la técnica anterior incluyen formulaciones basadas en monómeros acrilato y metacrilato, estireno monómero y derivados de estireno y también en resinas de poliéster y resinas de éster vinílico. Las composiciones son en general líquidos o pastas que polimerizan y reticulan cuando se mezclan inmediatamente antes del uso dos componentes envasados por separado, uno de ellos contiene un iniciador de polimerización, por lo general un peróxido, y el segundo contiene un promotor, por lo general una amina.

Un grupo especialmente útil de composiciones vinílicas polimerizables está formado por las mezclas de polímeros disueltos o dispersados en monómeros acrilato o metacrilato. Tales composiciones pueden proporcionar un gran número de beneficio en prestaciones y propiedades a las aplicaciones de unión por adhesivo y similares, incluida una gran resistencia mecánica de la unión, la adhesión a una gran variedad de materiales con una preparación mínima de la superficie y una reticulación rápida. El metacrilato de metilo es un monómero preferido para estos adhesivos, porque tiene un coste relativamente bajo y proporciona propiedades mecánicas elevadas en las composiciones formuladas. Los expertos reconocen que este grupo de composiciones polimerizables son superiores en muchos aspectos a las que se basan en resinas de poliéster y resinas de éster vinílico, en especial en lo referente a su ductilidad y adhesión a una gran variedad de superficies de materiales.

Las resinas de poliéster por lo general contienen estireno, que es más barato que el metacrilato de metilo. Se emplean muy a menudo en mástiques o materiales de relleno de carrocería de automóvil, en masillas de poliéster para barcos y otros materiales de relleno, de adhesión y de reparación. Las composiciones de poliéster/estireno son preferidas en aquellas aplicaciones, en las que se subraya la capacidad de rellenar económicamente cavidades huecas grandes y brechas con una capacidad funcional adecuada antes que subrayar las propiedades físicas y atributos similares de prestación de precio más elevado. Por consiguiente, un aspecto sorprendente de esta invención es la consecución de mejoras de las prestaciones de las composiciones de la invención con la incorporación de resinas de poliéster.

Muchos de los beneficios aportados por las composiciones de la invención son útiles para las aplicaciones no 55 adhesivas citadas previamente. Sin embargo, las aplicaciones adhesivas se hallan entre las más solicitadas de las mencionadas previamente para tales composiciones. Por esta razón, la discusión y los ejemplos que siguen y las mejoras de la invención que contienen se centrarán sobre todo en las aplicaciones adhesivas, dando por supuesto que pueden extrapolarse fácilmente a las demás aplicaciones citadas.

La aceptación creciente de adhesivos de metacrilato ha ampliado su utilización a conjuntos y aplicaciones cada vez mayores, lo cual se ha traducido en requisitos de aplicación más exigentes. Por ejemplo, los conjuntos fabricados grandes requieren adhesivos un dilatado tiempo disponible para el procesado. En el caso de las aplicaciones adhesivas, el tiempo disponible (open time) , el tiempo de procesado y el tiempo disponible para el procesado son términos sinónimos, que definen el tiempo transcurrido entre el momento del mezclado de los componentes 65 adhesivos separados y la llegada a un grado de polimerización o reticulación, que impida la formación de una unión eficaz. Al final del tiempo disponible para el procesado, el adhesivo alcanza una viscosidad muy alta, forma una piel

en la superficie o ambas cosas, con lo cual se impide la humectación eficaz, necesaria para la formación de una buena unión. En el caso de otras aplicaciones, este intervalo se denomina a menudo tiempo de gel o “pot life” de la composición, que es tiempo que media entre el mezclado y el momento en el que el material adquiere una densidad

o viscosidad demasiado elevadas para poder continuar la aplicación. Las técnicas convencionales y de la técnica anterior para aumentar el tiempo disponible para el procesado de adhesivos retardando el inicio de la reticulación o el grado de reticulación de la composición con inhibidores o retardantes químicos suelen introducir factores negativos no deseables o ponen en entredicho la aplicación o las características y prestaciones de las composiciones.

Otro factor en el uso de adhesivos para unir conjuntos grandes es el tamaño de la separación o brecha existente entre los componentes a unir. A medida que aumenta el tamaño de las piezas a unir, aumenta también en general la brecha entre las piezas a emparejar. Este puede ser un problema especial en el caso de estructuras de fibra de vidrio moldeadas y abiertas, que predominan en la fabricación de embarcaciones, grandes estructuras de vehículos, estructuras arquitectónicas, cubiertas de barcos y otras estructuras grandes. Cuando se aplican adhesivos de metacrilato polimerizables tradicionales en tales brechas grandes, la reacción exotérmica de reticulación y la volatilidad del monómero genera por lo general gases y provoca la formación de cavidades huecas dentro de la unión adhesiva, lo cual se traduce en una integridad inaceptable de la unión pegada y una prestación inaceptable de la pieza. Las técnicas aditivas descritas previamente para aumentar el tiempo disponible para el procesado pueden utilizarse también para reducir la exotermia y el problema de la generación de gases, pero por lo general se llega a la misma aplicación negativa y características negativas de las prestaciones. Otra técnica, que también se debate a continuación, consiste en incorporar cargas de relleno inertes para reducir este efecto exotérmico. Sin embargo, estas cargas de relleno suelen tener efectos negativos en la resistencia mecánica y en la durabilidad de las composiciones en aplicaciones adhesivas.

Otro factor más, al que se dirigen las composiciones de la invención, especialmente en el montaje de embarcaciones y vehículos, es un fenómeno conocido como “efecto de copiado” (read-through o print-through) . Este es un problema de aspecto que surge cuando se emplea un adhesivo para unir un refuerzo interior, un elemento de rigidez, un soporte o brazo o cualquier otro componente con un panel exterior o “piel”, que tenga un acabado liso o brillante. En las aplicaciones de transporte, estas superficies se denominan en general superficies de “clase A”. Al final del proceso de reticulación o durante los procesos de post-reticulación, ciertos adhesivos, en especial los que sufren una polimerización exotérmica y que cambian de dimensiones debido a la expansión y contracción durante el proceso exotérmico y el enfriamiento... [Seguir leyendo]

1. Una composición adhesiva o de relleno polimerizable para conjuntos grandes que contiene del 5 al 75 por ciento en peso de una mezcla de uno o más elastómeros con uno o más polímeros parcialmente termoplásticos elegidos entre el grupo formado por los modificadores de impacto de tipo núcleo-vaina, los elastómeros de policloropreno y los polímeros elastoméricos; del 0, 5 al 35 por ciento en peso de una resina de poliéster insaturado o éster vinílico resina y del 20 al 80 por ciento en peso de un acrilato o de un metacrilato de alquilo monómero, y dichos polímeros parcialmente termoplásticos se reticulan para convertirse en insoluble o solo parcialmente solubles en el monómero y dichos elastómeros son totalmente solubles en los monómeros.

2. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de la reivindicación 1 que contiene del 10 al 60 por ciento en peso, con preferencia del 15 al 50 por ciento en peso de una mezcla que contiene del 1 al 25 por ciento en peso, con preferencia del 2 al 20 por ciento en peso de la resina de poliéster insaturado o la resina de éster vinílico y del 30 al 80 por ciento en peso, con preferencia del 40 al 70 por ciento en peso del acrilato o metacrilato de alquilo monómero.

3. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de la reivindicación 1 ó 2, en la que la resina de poliéster insaturado o de éster vinílico se elige entre el grupo formado por las resinas de poliéster insaturado ortoftálico, isoftálico, tereftálico y diciclopentadieno, las resinas de éster vinílico, las resinas de poliéster halogenado, las resinas de éster vinílico halogenado y las mezclas de los mismos.

4. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 que contiene además del 0, 01 al 20 por ciento en peso de un monómero u oligómero de ácido orgánico polimerizable, dicho monómero de ácido orgánico polimerizable contiene con preferencia el ácido metacrílico o el ácido acrílico o mezclas de los mismos o se elige entre el grupo formado por el ácido maleico, el ácido fumárico, el ácido itacónico y las mezclas de los mismos o contiene un éster fosfato sustituido por grupos vinilo.

5. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 que contiene además del 0, 1 al 10 por ciento en peso de un agente controlador de la viscosidad. 30

6. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 que contiene además uno o más materiales elegidos entre el grupo formado por los catalizadores, iniciadores, agentes reductores, activadores, promotores y mezclas de los mismos.

7. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6 que contiene además un componente elegido entre el grupo formado por un polímero a clorosulfonado, un cloruro de sulfonilo orgánico y una dihidropiridina.

8. La composición adhesiva o de relleno polimerizable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 que contiene además un componente elegido entre el grupo formado por un hidroperóxido, una diona y otros quelantes, una sal organometálica y una amina aromática.

9. Uso de una composición adhesiva o de relleno polimerizable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8 para aplicaciones adhesivas, de recubrimiento, de relleno o de reparación. 45