Composición para un adhesivo estructural.

Agente catalizador de polimerización, que se puede usar en un adhesivo estructural y que está destinado a su adición a una resina que contiene agentes monómeros con el fin de iniciar su polimerización,

que comprende un agente iniciador de polimerización de radicales libres así como un silano epoxidado, caracterizado por que dicho silano epoxidado está comprendido entre un 1 % y un 30 % en peso.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/063580.

Solicitante: Jacret.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 17 route Nationale 95500 Le Thillay FRANCIA.

Inventor/es: CURET,Arnaud.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F4/28 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 4/00 Catalizadores de polimerización. › Oxígeno o compuestos que liberan oxígeno libre (sistemas redox C08F 4/40).
  • C09J4/00 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 compuestos orgánicos no macromoleculares con al menos un enlace insaturado carbono-carbono polimerizable.

PDF original: ES-2541359_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composición para un adhesivo estructural La presente invención se refiere al campo de los adhesivos estructurales, en particular acrílicos (basados en acrilatos o en metacrilatos) y a sus aplicaciones.

Los adhesivos estructurales son una buena alternativa a las otras técnicas mecánicas para la unión entre estos dos materiales, tales como metales o plásticos. Esto es porque la distribución de la fuerza es mejor por la unión adhesiva que cuando se usan técnicas alternativas, tales como remachado o soldadura. Además, el uso de unión adhesiva puede a menudo hacer posible operar más rápido y también exhibe la ventaja de ofrecer un mejor aislamiento contra elementos externos (polvo, humedad) que las tecnologías mecánicas.

Los adhesivos estructurales son usados así en muchos campos industriales, incluyendo la unión adhesiva de compuestos mixtos.

Los adhesivos estructurales están compuestos de dos elementos, es decir, un elemento catalizador que se usa para realizar la polimerización del otro elemento, una resina que comprende monómeros. Por lo tanto, hay tres tipos de adhesivos de dos componentes (epóxidos, poliuretanos y acrílicos) , de acuerdo a la naturaleza del monómero presente en la resina.

Los adhesivos acrílicos son en particular convenientes, en particular en términos de perfil de polimerización y de la posibilidad de uso en superficies no preparadas previamente.

Sin embargo, los resultados de la unión adhesiva de materiales mixtos con estos adhesivos pueden probar que exhibe desempeños inferiores a los obtenidos con los adhesivos epoxídicos, en particular para los compuestos mixtos fabricados en moldes cerrados. De esta manera se hace mención de RTM (transferencia de resina moldeada) , SMC (compuestos moldeados de hoja, pre-impregnados basados en hojas) o pultrudados (compuestos mixtos de poliéster/fibra de vidrio) .

Los compuestos mixtos RTM se obtienen mediante un procedimiento de moldeado por inyección de resina de poliéster sobre una estera de fibra de vidrio, que es un molde herméticamente cerrado. Se aplica vacío con el fin de permitir que la resina fluya mejor y de este modo suprima los defectos, tales como burbujas o aberturas.

Se han propuesto algunas soluciones para mejorar las propiedades de unión adhesiva de adhesivos acrílicos (adhesivos basados en (met) acrilatos) . La mención se puede hacer de esta manera de las etapas para la preparación de superficies, tales como las descritas en US 3 838 093. Así, se puede demostrar que es necesario desgastar y después desengrasar, con el alcohol isopropílico, la superficie de algunos RTM para quitar los agentes posibles capaces de causar defectos importantes de unión por migración a la superficie.

Se puede también hacer mención de la enseñanza de WO 03/040248, que expone de forma muy exacta las dificultades en producir la adhesión de adhesivos basados en (met) acrilato a los compuestos mixtos tales como RTM, particularmente debido a la presencia de agentes de plastificación (tales como ftalato de dibutilo y/o diisobutilo y/o dibencilo) en la composición catalítica (que abarca los iniciadores de la polimerización) . Los agentes de plastificación pueden migrar así en el material que se unirá de forma adhesiva o que puede extraer ciertos compuestos de ahí, por ejemplo inhibidores o agentes de liberación de molde, que penetran en el interfaz adhesivo. La adhesividad puede ser reducida así considerablemente.

El WO 03/040248 propone solucionar este problema por la formulación de una resina de (met) acrilato específica.

Las solicitudes de patente WO 2008/080913 y WO 2008/125521 también proveen la adición de componentes a las resinas de met (acrilato) , permitiendo obtener una mejor adhesión a los compuestos mixtos.

El documento de patente US 2007/187034 describe composiciones polimerizables por vía radical que comprenden monómeros metacrílicos así como un silano que se puede epoxidar. Se añade un iniciador de radicales, preferentemente peróxido de benzoílo, en forma de una pasta que contiene agentes plastificantes. Las composiciones se pueden usar en adhesivos para ingeniería civil.

El solicitante ahora ha desarrollado una formulación del agente de catalizador que hace posible mejorar substancialmente el funcionamiento mecánico de los adhesivos de (met) acrilato en los sustratos mixtos. La resistencia al esfuerzo cortante de esta manera se mejora para la adhesión a un compuesto mixto y particularmente a todos los compuestos mixtos fabricados en moldes cerrados.

El problema de la unión adhesiva en un compuesto mixto es que no se obtiene una falta adhesiva en caso de tensión mecánica. En cambio, de esta manera, se relaciona a la obtención por lo menos de la falta de una de las dos partes.

Las propiedades del adhesivo para esta resistencia al esfuerzo cortante por tensión se pueden determinar por una prueba basada en la norma ISO 4587, usando dos especímenes de prueba de RTM. El objetivo es encontrar una resistencia al esfuerzo cortante por tensión de más de 2 MPa, preferiblemente de más de 2.5 MPa y más

preferiblemente más de 3 MPa, en base a esta prueba.

De hecho, la falta adhesiva revela un defecto de unión del adhesivo estructural en el RTM que arriesga el inicio de las separaciones causadas por la infiltración del agua, choques del calor, vibraciones, etc. Numerosas partes del trabajo del cuerpo del vehículo motor se hacen como RTM y tienen que ser unidas estructuralmente de forma adhesiva sin ningún defecto de unión.

Este agente de catalización comprende los iniciadores de la polimerización de radicales libres y se agrega a la resina que comprende los agentes monoméricos a fin de iniciar la polimerización, proporcionando así la unión cohesiva de dos materiales.

Así, la invención se refiere a una composición que puede utilizarse en un adhesivo estructural, compuesto por un iniciador de la polimerización de radicales libres así como de un silano epoxidado.

Silanos epoxidados son bien conocidos en la técnica. La solicitante WO 02/051899 cita de esta manera una lista de silanos epoxidados. Puede así hacerse uso, en el contexto de la composición de acuerdo con la invención, de un silano epoxidado elegido entre ß- (3, 4-epoxiciclohexil) etiltrimetoxisilano, ß- (3, 4-epoxiciclohexil) etiltrietoxisilano, glicidoxipropiltrimetoxisilano, -glicidoxipropilmetildimetoxisilano, -glicidoxipropilmetildietoxisilano, glicidoxipropilmetiltrietoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrietoxisilano (GLYEO) y 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GLYMO) .

ß- (3, 4-epoxiciclohexil) etiltrietoxisilano, vendido en particular con el nombre de Coatosil 1770 (Momentive Performance Materials, Wilton, CT, Estados Unidos) , es especialmente adecuado para su uso en una composición de acuerdo con la invención.

También puede hacerse uso de oligómeros de epoxisilano funcional, tales como CoatOsil MP 200 entrelazador (Momentive Performance Materials) .

El silano epoxidado suele estar entre 1 y 30%, preferiblemente entre 5 y 20% (en peso) de la composición.

El uso de un silano epoxidado (epoxisilano) en una composición de acuerdo con la presente invención hace posible reducir significativamente la presencia de agentes plastificantes en la composición.

De hecho, es posible obtener así composiciones que comprenden menos del 20% de agente plastificante. En algunas formas de, realizacion, las composiciones de acuerdo con la invención comprenden menos del 15%, incluso menos del 12% o menos del 10% (en peso) de un agente plastificante. El término "menos del xxx %" se entiende como que comprende el límite superior, y significa que contiene "a lo más xxx %".

El agente iniciador de la polimerización de radicales libres es bien conocido por una persona experta en la técnica. Por lo tanto, es un agente oxidante que reacciona con los compuestos de reducción (aminas) presentes en la resina. Así, este agente puede ser un peróxido, tal como peróxido de benzoilo y cualquier otro peróxido de diacilo, un hidroperóxido, tal como hidroperóxido de cumeno, un peréster, tal como peroxi-benzoato de P-butil o peroxibenzoato de terc-butilo, un hidroperóxido de cetona, tal como hidroperóxido de metil etil cetona. También puede ser una sal orgánica de metal de transición, tal como naftenato de cobalto, o un compuesto que comprende cloro lábil, tal como cloruro de sulfonilo.

Generalmente, la composición comprende entre 0.5 y 50% (en peso) de este agente de iniciación de polimerización, preferiblemente entre 5 y 40% en peso y más preferentemente entre 10 y 20% en peso. En una forma de realización preferida, la composición comprende aproximadamente el 20% en peso del agente de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Agente catalizador de polimerización, que se puede usar en un adhesivo estructural y que está destinado a su adición a una resina que contiene agentes monómeros con el fin de iniciar su polimerización, que comprende un agente iniciador de polimerización de radicales libres así como un silano epoxidado, caracterizado por que dicho silano epoxidado está comprendido entre un 1 % y un 30 % en peso.

2. Agente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicho silano epoxidado está comprendido entre un 5 % y un 20 % en peso.

3. Agente catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que no comprende agente plastificante, o por que comprende como máximo un 20 % en peso de agente plastificante.

4. Agente catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el agente iniciador de polimerización de radicales libres es un peróxido.

5. Agente catalizador de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que dicho peróxido es el peróxido de benzoílo.

6. Agente catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que contiene entre un 5 % y un 40 % en peso de agente iniciador de polimerización.

7. Agente catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que contiene entre un 10 % y un 20 % en peso de agente iniciador de polimerización.

8. Agente catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que además contiene una resina epoxi.

9. Agente catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que además contiene cargas minerales.

10. Uso de un agente catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 para iniciar la polimerización de una resina (met) acrílica.

11. Uso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que dicho agente catalizador se usa en una relación de

: 1 a 1 : 30 en volumen con respecto a dicha resina.

12. Uso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que dicho agente catalizador se usa en una relación de 1 : 10 en volumen, es decir, una parte de composición por 10 partes de resina.

13. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que dicha resina contiene además al menos otro elemento elegido entre un copolímero de bloque elastomérico que contiene estireno e isopreno, un copolímero de bloque elastomérico que contiene estireno y butadieno o etileno, un elastómero, un monómero de éster acrilato en el que la parte de alcohol presenta al menos una cadena lineal de al menos 6 átomos de carbono, un acelerador de la polimerización, un agente de reología, un promotor de la adhesión, un monómero ácido, partículas formadas por una coquilla termoplástica y un núcleo elastomérico (partículas de acrilonitrilo-butadieno-estireno, metacrilato-butadieno-estireno, metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno, metacrilato-acrilonitrilo y mezclas de los mismos) .

14. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, para promover la adhesión de piezas en compuestos.

15. Uso de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que dichos compuestos se eligen entre el grupo que consiste en RTM (Moldeado por Transferencia de Resina) , SMC (Compuestos Moldeados en Láminas) y los formados por pultrusión.

 

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