Composición de resina epoxídica 1C con toxicidad reducida.

Composición termoendurecible, que contiene una mezcla de resinas epoxídicas reactivas,

que, con respecto a la masa de todas las resinas epoxídicas contiene

a) al menos un 10 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con polipropilenglicol, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 250 g/eq, así como

b) al menos un 10 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con una resina novolaca, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 175 g/eq,

y al menos un endurecedor latente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/056906.

Solicitante: HENKEL AG & CO. KGAA.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HENKELSTRASSE 67 40589 DUSSELDORF ALEMANIA.

Inventor/es: SCHONFELD,RAINER, BENOMAR,MUSTAPHA, KREILING,Stefan, WALTER,PABLO, TROLL,ANGELIKA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G59/38 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 59/00 Policondensados que contienen varios grupos epoxi por molécula; Macromoléculas obtenidas por reacción de policondensados poliepoxi con compuestos monofuncionales de bajo peso molecular; Macromoléculas obtenidas por polimerización de compuestos que contienen más de un grupo epoxi por molécula utilizando agentes de endurecimiento o catalizadores que reaccionan con los grupos epoxi. › junto con compuestos diepoxi.
  • C08L63/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › Composiciones de resinas epoxi; Composiciones de los derivados de resinas epoxi.
  • C09J163/00 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09J ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PEGADO EN GENERAL; PROCEDIMIENTOS DE PEGADO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; EMPLEO DE MATERIALES COMO ADHESIVOS (adhesivos quirúrgicos A61L 24/00; adhesivos a base de compuestos macromoleculares orgánicos no especificados utilizados como agentes ligantes en productos estratificados B32B; etiquetado sobre tejidos o materiales y objetos comparables, de superficie deformable, utilizando adhesivos y adhesivos termoactibables respectivamente B65C 5/02, B65C 5/04;  preparación de cola o gelatina C09H; etiquetas, fichas o medios análogos de identificación o de indicación G09F 3/10). › Adhesivos a base de resinas epoxi; Adhesivos a base de derivados de resinas epoxi.

PDF original: ES-2539601_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composición de resina epoxídica 1C con toxicidad reducida

La presente invención se refiere a un adhesivo de un solo componente a base de un sistema de resina epoxídica especial. El sistema de resina epoxídica de acuerdo con la invención permite, sin el uso de componentes que están clasificados como tóxicos, irritantes o sensibilizantes, y que, en virtud de la legislación europea harían necesaria una denominación correspondiente, proporcionar adhesivos que iguales que los sistemas de adhesivo convencionales en cuanto a la mayoría de las propiedades de aplicación.

Los sistemas de resina a base de epóxido se usan desde hace mucho tiempo satisfactoriamente como adhesivos o masas de reparación para consumidores, aficionados al bricolaje y artesanos así como en la industria aeronáutica, automovilística o electrónica como adhesivos, sellantes o para el recubrimiento de superficies o se usa como sistemas de resina con una serie de materiales diferentes para la producción de materiales compuestos. Las formulaciones endurecióles, que contienen mezclas de epóxidos/endurecedor, son adecuadas en particular como adhesivos estructurales.

Además los sistemas de resina a base de epóxido son adecuados como las denominadas espumas estructurales para rellenar y reforzar componentes huecos, en particular en la construcción de automóviles. Los componentes ligeros para una fabricación en serie con exactitud de dimensiones constante con alta rigidez y resistencia estructural, se necesitan para muchos campos de aplicación. En particular en la construcción de vehículos, debido al ahorro de peso deseado, existe una alta necesidad de componentes ligeros de estructuras de pared delgada, que a pesar de ello tienen una rigidez y resistencia estructural suficientes. Un modo para alcanzar una alta rigidez y rigidez estructural, con el peso más bajo posible del componente, utiliza piezas huecas, que están fabricadas a partir de chapa relativamente delgada o placas de plástico. Las chapas de pared delgada tienden sin embargo a la fácil deformación. Por lo tanto, desde hace ya algún tiempo se conoce espumar, en el caso de estructuras de cuerpos huecos, esta cavidad con una espuma estructural, mediante lo cual se impide o minimiza por un lado la deformación o distorsión y, por otro lado se aumentan la resistencia y la rigidez de estas piezas.

Habitualmente, los agentes de refuerzo o de reforzamiento son o bien espumas metálicas o bien contienen una resina termoendurecible o aglutinante, tal como por ejemplo resinas epoxídicas. Estas composiciones contienen por regla general un agente expansivo, materiales de relleno y materiales de relleno de refuerzo, tal como por ejemplo microesferas huecas de vidrio. Preferentemente, tales espumas en estado espumado y endurecido tienen una densidad de ,3 a ,7 g/cm3. Estas espumas superarán después del endurecimiento temperaturas de más de 13 °C, preferentemente más de 15 °C al menos por poco tiempo. Las composiciones espumables, termoendurecibles, contienen por regla general constituyentes adicionales tal como agentes de endurecimiento, agentes auxiliares de proceso, estabilizadores, colorantes o pigmentos, opcionalmente absorbedores UV así como constituyentes de refuerzo de la adherencia.

Una propiedad importante del sistema de resina no endurecido es su viscosidad, que es significativa para la manipulación y la procesabilidad. Propiedades de materiales importantes de las formulaciones endurecidas son en este sentido, entre otras, fuerza adhesiva (determinada con frecuencia como resistencia a la cizalladura por tracción) y módulo E.

Los sistemas de resina epoxídica reactivos del estado de la técnica contienen con frecuencia constituyentes, que se clasifican como peligrosos para el agua, tóxicos, irritantes y/o sensibilizantes y por ejemplo, en el caso del tratamiento, puede llevar a dermatitis de contacto. En virtud de la legislación europea, tales preparaciones deben dotarse de los indicadores de peligro correspondientes (por ejemplo: C, Xn, Xi, N). Por motivos de la protección del medio ambiente, la seguridad y la higiene en el trabajo son deseables preparaciones que contienen resinas epoxídicas reactivas, que en virtud de la legislación europea no han de ser etiquetadas y que presentan un potencial de sensibilización reducido, sin embargo, que satisfacen los requisitos técnicos con respecto a la procesabilidad y las propiedades adhesivas.

Se conoce que las resinas epoxídicas reactivas con un peso molecular de por encima de 7 g/mol no son sensibilizantes y no han de ser etiquetadas. Ejemplos de ello son sólidos de alto peso molecular a base de "DGEBA" (= diglicidil éter de bisfenol A) y poliéteres epoxi-terminados líquidos con alto peso equivalente de epóxido. Éstos sin embargo no muestran en parte las propiedades de viscosidad necesarias para el tratamiento antes del endurecimiento y/o las propiedades de resistencia necesarias después del endurecimiento. Las epoxi-novolacas sólidas, de alto peso molecular, tienen la alta funcionalidad epóxido necesaria para una alta resistencia (y, de manera correspondiente, un bajo peso equivalente de epóxido), en cambio, debido a su alta viscosidad, no pueden procesarse a temperatura ambiente.

Por lo tanto, era objetivo de la presente invención desarrollar una mezcla de resina epoxídica de un solo componente endurecióle, que sea ventajosa desde el punto de vista toxicológico y dermatológico y, no obstante, no presente ninguna de las desventajas en las propiedades de aplicación, en particular la viscosidad durante el tratamiento y/o la resistencia después del endurecimiento.

Se descubrió ahora sorprendentemente que mezclas adecuadas de diferentes resinas epoxídicas reactivas llevan a la combinación deseada de propiedades de libertad de etiquetado, procesabllldad y propiedades adhesivas.

Un primero objeto de la presente Invención es por lo tanto una composición endurecióle mediante aplicación de calor, que contiene una mezcla de resinas epoxídicas reactivas, que, con respecto a la masa de todas las resinas epoxídicas contiene

a) al menos un 1 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con polipropilenglicol, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 25 g/eq, así como

b) al menos un 1 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con una resina novolaca, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 175 g/eq,

y al menos un endurecedor latente.

De acuerdo con la invención, por una "resina epoxídica reactiva" se entiende un prepolímero que presenta una funcionalidad epóxido media superior a 1. Debido a los grupos epóxido reactivos, el prepolímero puede hacerse reaccionar con moléculas reactivas adicionales frente a grupos epóxidos (denominados "endurecedores") y de este modo "se curan" o "endurecen".

Como primer componente a) esencial para la invención, la composición de acuerdo con la invención contiene al menos un 1 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con polipropilenglicol, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 25 g/eq.

En una forma de realización preferida la composición de acuerdo con la invención contiene del 1 al 6 % en peso del componente a). Es muy preferente un intervalo de cantidades del 25 al 45 % en peso. Los datos de cantidades se refieren a este respecto en cada caso a la mezcla de todas las resinas epoxídicas reactivas sin los constituyentes de formulación adicionales.

En el contexto de los trabajos en los que se basa esta invención pudo mostrarse que los productos de reacción que contienen grupos epóxido de epiclorhidrina con polipropilenglicol con un peso equivalente de epóxido de al menos 3 g/eq presentan propiedades especialmente ventajosas.

Componentes a) especialmente preferidos son de acuerdo con la invención las resinas epoxídicas comercializadas con los nombres comerciales DER 732 (EEW 31-33 g/eq), DER 732P (EEW 31-33 g/eq), de la empresa Dow.

De acuerdo con la invención, es especialmente ventajoso, cuando están contenidos productos de reacción que contienen grupos epóxidos correspondientes de epiclorhidrina con polipropilenglicol con un peso equivalente de epóxido inferior a 3 g/eq como máximo hasta un porcentaje del 3 % en peso, en particular de como máximo el 1 % en peso, en cada caso con respecto a la composición total.

Como segundo componente b) esencial para la invención la composición de acuerdo con la invención contiene al menos un 1 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con una resina novolaca, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 175 g/eq.

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Reivindicaciones:

1. Composición termoendurecible, que contiene una mezcla de resinas epoxídicas reactivas, que, con respecto a la masa de todas las resinas epoxídicas contiene

a) al menos un 1 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con polipropilenglicol, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 25 g/eq, así como

b) al menos un 1 % en peso de un producto de reacción que contiene grupos epóxido de epiclorhidrina con una resina novolaca, que presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 175 g/eq,

y al menos un endurecedor latente.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el componente a) presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 3 g/eq, y/o

por que el componente b) presenta un peso equivalente de epóxido de al menos 19 g/eq.

3. Composición de acuerdo con una o vahas de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el componente b) contiene o representa una resina novolaca una funcionalidad epóxido de al menos 3.

4. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que contiene además al menos un material de relleno inorgánico y/u orgánico.

5. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que como endurecedor latente se utiliza dlclandlamida, preferentemente en combinación con ureas sustituidas.

6. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que contiene además del ,1 al 12 % en peso de un agente expansivo.

7. Uso de las composiciones de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 como adhesivo estructural en la construcción de vehículos, construcción de aeronaves o construcción de vehículos sobre carriles.

8. Uso de la composición de acuerdo con la reivindicación 6 como espuma estructural para la formación de refuerzos internos de cavidades, preferentemente en la construcción de vehículos, así como para la producción de recubrimientos reforzados para chapas o elementos constructivos de plástico de pared delgada.

9. Uso de las composiciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6 para la producción de materiales compuestos, como masas de relleno en la industria eléctrica o electrónica así como como adhesivo Die-Attach en la producción de placas de circuitos impresos en la Industria electrónica.

1. Procedimiento para pegar materiales metálicos y/o materiales compuestos, caracterizado por que

(a) en una primera etapa las superficies de las piezas que van a pegarse opcionalmente se limpian y/o tratan previamente,

(b) en una segunda etapa se aplica una preparación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en al menos una de las superficies de sustrato que van a unirse,

(c) a continuación se unen los componentes,

(d) opcionalmente la composición se gelifica previamente hasta estabilidad de forma, y

(e) por último se endurece el pegado mediante calentamiento de los componentes hasta temperaturas entre 8 °C y 21 °C, preferentemente entre 12 °C y 18 °C.


 

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