Acelerantes del curado para composiciones curables anaerobias.

Un producto de reacción preparado a partir de reactivos que comprende:

(a) un compuesto abarcado por la estructura A

donde X es alquilo C1-20, alquenilo C2-20 o alquilarilo C7-20, cualquiera de los cuales puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos, y que están funcionalizados con al menos uno y preferentemente al menos dos grupos seleccionados de -OH, -NH2 o -SH y z es 1-3 y

(b) al menos un material isocianato funcional.

Acelerantes del curado para composiciones curables anaerobias ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

La presente invención se refiere a acelerantes del curado útiles para composiciones curables anaerobias, tales como adhesivos y sellantes. Los acelerantes del curado se construyen como resinas de (met)acrilato de uretano/urea/tiouretano a partir de dioles e incluyen una unidad abarcada dentro de la estructura A

donde X es alquilo C1.2, alquenilo C2-2 o alquiladlo C7-2, cualquiera de los cuales puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos, y que están funcionalizados con al menos uno y preferentemente al menos dos grupos seleccionados de -OH, -NH2 o -SH y z es 1-3.

Breve descripción de la tecnología relacionada

Las composiciones adhesivas anaerobias son generalmente bien conocidas. Véase por ejemplo R.D. Rich, "Anaerobio Adhesives" en Handbook of Adhesive Technology, 29, 467-79, A. Pizzi y K.L. Mittal, eds., Marcel Dekker, Inc., Nueva York (1994), y las referencias bibliográficas citadas en ese documento. Sus usos son innumerables y las nuevas aplicaciones continúan en desarrollo.

Los adhesivos anaerobios convencionales incluyen comúnmente un monómero de áster de acrilato polimerizable libre de radicales, junto con un iniciador peroxi y un componente inhibidor. Normalmente, tales composiciones adhesivas anaerobias también contienen componentes acelerantes para aumentar la velocidad con que la composición se cura.

Las composiciones inductoras del curado anaerobias deseables para inducir una cura acelerada pueden incluir uno o más de sacarina, toluidinas, tales como N,N-dietil-p-toluidina ("DE-p-T") y N,N-dimetil-o-toluidina ("DM-o-T"), acetil fenilhidrazina ("APH"), ácido maléico y quinonas, tales como naftaquinona y antraquinona. Véase por ejemplo las Patentes de EE.UU. N° 3.218.35 (Krieble), N° 4.18.64 (Melody), N° 4.287.33 (Rich) y N° 4.321.349 (Rich).

La sacarina y la APH se usan como componentes acelerantes del curado convencionales en sistemas de cura de adhesivos anaerobios. Los productos adhesivos anaerobios de la marca LOCTITE actualmente disponibles de Henkel Corporation usan sacarina sola o tanto sacarina como APH en la mayoría de sus adhesivos anaerobios. Estos componentes sin embargo se han sometido a un escrutinio regulador en ciertas partes del mundo, y esos esfuerzos se han llevado a cabo para identificar candidatos como reemplazamientos.

Los ejemplos de otros curativos para los adhesivos anaerobios incluyen tiocaprolactama (por ejemplo. Patente de EE.UU. N° 5.411.988) y tioureas [por ejemplo. Patente de EE.UU. N° 3.97.55 (Hauser) (tiourea de tetrametilo), Documento de Patente alemana N° DE 1 817 989 (tioureas de alquilo y tiourea de N,N'-dicicIohexilo) y N° 2 86 71 (tiourea de etileno) y Documento de Patente japonesa N° JP 7-38.757 (tioureas de acilo, alquilo, alquildeno, alquileno y alquilo)], ciertas de las últimas de las que se han usado comercialmente hasta hace aproximadamente veinte años.

Loctite (R&D) Ltd. descubrió una nueva clase de materiales - pentalenos de tritiadiaza - eficaces como curativos para composiciones adhesivas anaerobias. La adición de estos materiales en los adhesivos anaerobios como reemplazamiento para los curativos convencionales (tales como la APH) proporciona sorprendentemente al menos velocidades de cura y propiedades físicas comparables para los productos de reacción formados de los mismos. Véase la Patente de EE.UU. N° 6.583.289 (McArdle).

La Patente de EE.UU. N° 6.835.762 (Klemarczyk) proporciona una composición curable anaerobia basándose en un componente (met)acrilato con una composición que induce el curado anaerobio sustancialmente libre de acetil fenilhidrazina y ácido maléico y un compuesto acelerante del curado anaerobio que tiene el enlace - C(=)-NH-NH- y un grupo ácido orgánico en la misma molécula, con la condición de que el compuesto acelerante del curado anaerobio excluya 1-(2-carboxiacriloil)-2-fenilhidrazina. El acelerante del curado anaerobio está abarcado por:

donde R1-R7 se selecciona cada uno independientemente de hidrógeno y C1.4; Z es un enlace sencillo carbono- carbono o un doble enlace carbono-carbono; q es o 1; y p es un entero entre 1 y 5, ejemplos de los que son fenilhidrazlna de 3-carboxiacriloilo, fenilhidrazina de metll-3-carboxiachlollo, fenilhidrazina de 3-carboxlpropanoílo y fenilhidrazina de metilen-3-carboxipropanol.

La Patente de EE.UU. N° 6.897.277 (Klemarczyk) proporciona una composición curable anaerobia basada en un componente (met)acrilato con una composición que induce el curado anaerobio sustancialmente libre de sacarina y un compuesto acelerante del curado anaerobio dentro de la siguiente estructura

donde R se selecciona de hidrógeno, halógeno, alquilo, alquenilo, hidroxialquilo, hidroxialquenilo, carboxilo y sulfonato, y R1 se selecciona de hidrógeno, alquilo, alquenilo, hidroxialquilo, hidroxialquenilo y alquilarilo, un ejemplo del cual es fenil glicina y N-metil fenil glicina.

La Patente de EE.UU. N° 6.958.368 (Messana) proporciona una composición curable anaerobia. Esta composición está basada en un componente (met)acrilato con una composición que induce el curado anaerobio sustancialmente libre de sacarina y dentro de la siguiente estructura

O

Y-A-X-S-Z

donde Y es un anillo aromático, opcionalmente sustituido hasta cinco posiciones por un alquilo o un alcoxi Ci.6, o por grupos halo; A es C=, S= u =S=; X es NH, O o S y Z es un anillo aromático, opcionalmente sustituido hasta cinco posiciones por un alquilo o un alcoxi Ci.6, o por grupos halo, o Y y Z tomados juntos pueden unirse al mismo anillo aromático o sistema de anillos aromáticos, con la condición de que cuando X es NH, la sulfimida o-benzoica se excluye de la estructura. Los ejemplos del compuesto acelerante del curado anaerobio abarcados por la estructura anterior incluyen ácido 2-sulfobenzoico anhidro cíclico y 3H-1,2-benzoditiol-3-ona-1,1-dióxido.

Three Bond Co. Ltd., Tokio, Japón ha descrito en el pasado como un componente en composiciones adhesivas anaerobias y sellantes un componente llamado tetrahidroquinolina ("THQ").

A pesar del estado de la técnica, hay un deseo en curso de encontrar tecnologías alternativas para acelerantes del curado anaerobios para diferenciar los productos existentes y proporcionar garantías de suministro en el caso de escasez o cese del suministro de materiales sin procesar. Además, ya que ciertos de los materiales sin procesar usados en las composiciones que inducen el curado anaerobios convencionales han sido objeto en un grado u otro de escrutinio regulador, los componentes alternativos para las composiciones que inducen el curado anaerobio serían deseables. En consecuencia, sería deseable identificar nuevos materiales que funcionen como componentes de cura en la cura de las composiciones anaerobiamente curables.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En el sentido más amplio, los productos de reacción se proporcionan por la presente Invención que se preparan a partir de reactivos que comprenden:

(a) compuestos dentro de la estructura A

donde X es alquilo C1.2, alquenllo C2-2 o alquiladlo C7-2, cualquiera de los cuales puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos, y que están funcionalizados con al menos uno y preferentemente al menos dos grupos 5 seleccionados de -OH, -NH2 o -SH y z es 1-3; y

(b) al menos un material ¡socianato funcional.

Por ejemplo, los compuestos dentro de la estructura A pueden prepararse como sigue:

Indalina

Glicidol

THQ-D e Ind-D son mezclas Isoméricas, representadas como sigue:

respectivamente.

La unidad en el acelerante del curado abarcada por la estructura A puede prepararse a partir de los reactivos que comprenden: (a) al menos un compuesto seleccionado de los compuestos representados por la estructura ]:

H

donde z es 1-3; y (b) al menos un compuesto seleccionado de los compuestos representados por la estructura H:

donde Z" se selecciona de -O-, -S- o -NH-; q es 1-2, R6 se selecciona independientemente de hidroxialquilo, aminoalquilo o tioalquilo; y n es al menos 1, donde el producto de reacción comprende al menos dos grupos funcionales colgantes Independientemente seleccionados de -OH- -NH2- o -SH-

El producto de reacción puede comprender también como un reactivo a partir del que se prepara (a) (met)acrilatos hidroxi, tío y/o amino funcionales y éteres de vlnilo hidroxi funcionales, (b) un diol y/o (c) un componente (met)acrilato.

De esta... [Seguir leyendo]

1. Un producto de reacción preparado a partir de reactivos que comprende:

(a) un compuesto abarcado por la estructura A

a

A

donde X es alquilo C1.2, alquenilo C2-2 o alquiladlo C7-2, cualquiera de los cuales puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos, y que están funcionalizados con al menos uno y preferentemente al menos dos grupos seleccionados de -OH, -NH2 o -SH y z es 1-3 y

(b) al menos un material ¡socianato funcional.

2. El producto de reacción de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente como un reactivo (c) al menos un material funcional seleccionado del grupo que consiste en materiales hidroxi funcionales, materiales amino funcionales, materiales tio funcionales, y combinaciones y mezclas de los mismos.

3. El producto de reacción de la reivindicación 1, que comprende además como un reactivo (d) al menos un material

(met)acrilato-funcional.

4. El producto de reacción de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el material hidroxi funcional es un (met)acrilato hidroxi funcional.

5. El producto de reacción de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el (met)acrilato hidroxi funcional se selecciona del grupo que consiste en (met)acrilato de hidroximetilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxibutilo, (met)acrilato de hidroxipentilo, (met)acrilato de hidroxipropoxipropilo, diacrilato de dietilenglicol, diacrilato de hexanodiol, diacrilato de neopentilglicol, diacrilato de polietilenglicol, diacrilato de trimetilolpropano y mezclas de los mismos.

6. El producto de reacción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el producto de reacción comprende funcionalidad ¡socianato residual.

7. El producto de reacción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el al menos un material ¡socianato funcional se selecciona del grupo que consiste en diisocianato de etileno, diisocianato de trimetileno, diisocianato de 1,6- hexametileno (HDI), diisocianato de tetrametileno, diisocianato de hexametileno, diisocianato de octametileno, diisocianato de nonametileno, diisocianato de decametileno, 1,6,11-undecanotriisocianato, triisocianato de 1,3,6- hexametileno, bis(isocianatoetil)-carbonato, bis(isocianatoetil)éter, diisocianato de trimetilhexano, diisocianato de trimetilhexametileno (TMDI), diisocianato de 2,2'-dimetilpentano, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexano, diisocianato de

2.4.4- trimetilhexametileno, 1,8-diisocianato-4-(isocianatometil)octano, 2,5,7-trimetiM ,8-diisocianato-5-

(isocianatometil) octano, 2-isocianatopropil-2,6-diisocianatohexanoato, metil áster de lisindiisocianato, metil áster de lisintriisocianato, 4,4'-metilen-bis-(ciclohexil ¡socianato), 4,4'-isopropiliden-bis-(ciclohexil ¡socianato), diisocianato de

1.4- ciclohexilo (CHDI), diisocianato de 4,4'-diciclohexilmetano, diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de meta- tetra meti Ixi I i I en o (TMXDI) y mezclas de los mismos.

8. El producto de reacción de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente como un reactivo (e) al menos un diol.

9. Una composición curable anaerobia que comprende:

(a) un componente (met)acrilato;

(b) una composición que induce el curado anaerobio; y

(c) el producto de reacción de la reivindicación 1.

1. La composición de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la composición que induce el curado anaerobio comprende un hidroperóxido seleccionado del grupo que consiste en hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de p- metano, hidroperóxido de eumeno (CHP), hidroperóxido de diisopropilbenceno y mezclas de los mismos.

11. La composición de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende adicionalmente al menos un acelerante.

12. La composición de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el acelerante se selecciona del grupo que consiste en aminas, óxidos de aminas, sulfonamidas, fuentes metálicas, ácidos y mezclas de los mismos.

13. La composición de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el acelerante se selecciona del grupo que consiste en triazinas, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, N,N dimetil anilina, benceno sulfanimida, ciclohexil amina, trietilamina, butilamina, sacarina, N,N-dietil-p-toluidina, N,N-dimetil-o-toluidina, acetil fenilhidrazina, ácido maleico y mezclas de los mismos.

14. La composición de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende adicionalmente al menos un estabilizador.

15. Un método para fabricar un producto de reacción preparado a partir de reactivos que comprende hacer reaccionar:

(a) un compuesto abarcado por la estructura A

donde X es alquilo C-|.2o, alquenilo C2-2 o alquiladlo C7.2o, cualquiera de los cuales puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos, y que están funcionalizados con al menos uno y preferentemente al menos dos grupos seleccionados de -OH, -NH2 o -SH y z es 1-3; y

(b) al menos un material isocianato funcional;

(c) opcionalmente, al menos un material funcional seleccionado del grupo que consiste en materiales hidroxi funcionales, materiales amino funcionales, materiales tio funcionales, y combinaciones y mezclas de los mismos;

(d) opcionalmente, al menos un material (met)acrilato-funcional; y

(e) al menos un diol.