Composiciones curables de silicona que incorporan un sistema de detección fluorescente.

Una composición curable de silicona que comprende:

(a) una resina fotocurable de silicona que comprende un grupo de curado por radicales libres seleccionado entre acriloxi,

metacriloxi, vinilo y sus combinaciones;

(b) un fotoiniciador sólido seleccionado del grupo constituido por óxido de bisacilfosfina, óxido de acilfosfina y sus combinaciones;

(c) un disolvente para el fotoiniciador sólido; y

(d) un colorante fluorescente.

Composiciones curables de silicona que incorporan un sistema de detección fluorescente Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones curables de silicona. Más específicamente, la presente invención se refiere a composiciones curables de silicona que tienen una mejor profundidad de curado y que incorporan un sistema de detección con un agente fluorescente.

Breve descripción de la tecnología relacionada Se han desarrollado diversas composiciones de silicona que se pueden usar como sellantes, juntas, revestimientos de conformación, compuestos de encapsulación, encapsulantes, y similares. Entre las numerosas composiciones de silicona que se han creado, algunas dependen de que haya presente agua y/o humedad atmosférica sobre el sustrato al cual se aplica la composición para su curado. Aunque dichos sistemas de silicona de curado por humedad pueden proporcionar buenas propiedades físicas y un buen comportamiento cuando están completamente curados, adolecen de la desventaja de que el proceso de curado por humedad es relativamente lento.

En consecuencia, se han desarrollado composiciones de silicona que dependen de otros procesos de curado que son significativamente más rápidos que los que experimentan un proceso de curado por humedad. En particular, se han desarrollado siliconas fotocurables (por ejemplo, curables por rayos UV) que ofrecen una velocidad de curado rápida, muy superior a la siliconas de curado por humedad convencionales. Estas composiciones de silicona pueden incluir un fotoiniciador que proporciona un curado más rápido y más efectivo. También se han desarrollado composiciones de silicona que son tanto curables por humedad como fotocurables y proporcionan un curado rápido. Ejemplos de estas se describen en diversas patentes asignadas a Henkel Corporation, incluidas las patentes de Estados Unidos Nº 5.663.269, 5.516.812, 5.498.642 y 5.348.986 de Chu et al.; 6.451.870 de DeCato et al.;

6.140.444 de Levandoski et al.; 4.528.081 de Lien et al.; y 4.699.802 de Nakos et al.

Además de la velocidad de curado, la profundidad de curado (PDC) , a veces también denominada volumen de curado (VDC) , es una característica importante para muchas aplicaciones. Las siliconas convencionales de fotocurado y/o de doble curado solo han demostrado una profundidad de curado limitada. Muchas composiciones de silicona, en particular composiciones fotocurables de silicona, son incapaces de un curado completo a profundidades superiores a 5-8 mm. Muchas aplicaciones, tales como el encapsulamiento y el relleno de huecos de componentes electrónicos requieren composiciones que se puedan curar eficazmente a profundidades o volúmenes relativamente grandes.

A pesar de que en general se sabe que para las siliconas de curado son útiles una variedad de diferentes fotoiniciadores, se sabe que solo un número limitado ha producido un incremento sustancial en la PDC. Uno de esos casos se desvela en la patente de Estados Unidos Nº 6.627.672 de Lin et al., que desvela una composición fotocurable de silicona que contiene una premezcla que incluye un óxido de acilfosfina y al menos un vehículo polar. Esta patente también desvela una composición de silicona de doble curado mediante luz/humedad que incluye una silicona curable mediante luz/humedad, una premezcla que incluye un primer fotoiniciador que comprende un óxido de acilfosfina, un segundo fotoiniciador diferente al primer fotoiniciador y al menos un disolvente polar.

Las composiciones polimerizables de silicona con frecuencia son claras o transparentes cuando se curan. En consecuencia, las composiciones curadas pueden ser difíciles de observar. Así por tanto, la presencia de la silicona o la calidad de la cubierta de aplicación es de difícil acceso y/o difícil de corregir.

En general se han incorporado diversos agentes a sistemas poliméricos para su detección. Se han incorporado agentes fluorescentes en composiciones curables para proporcionar un método no destructivo de inspección e identificación de películas curadas, y garantizar un revestimiento adecuado de las composiciones sobre un artículo. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Nº 6.080.450 de Cantor desvela una formulación polimerizable de acrilato que contiene un agente fluorescente. Los colorantes y pigmentos también son agentes conocidos que se usan para proporcionar medios de identificación visibles para las resinas curables. No obstante, dichos agentes no son necesariamente útiles en resinas fotocurables debido a que dificultan la capacidad de la luz para iniciar la polimerización. Además, se sabe que los agentes fluorescentes reducen la profundidad de curado en composiciones de fotocurado puesto que absorben la luz necesaria para la polimerización. Como consecuencia, no se han incluido agentes fluorescentes en las resinas fotocurables de silicona. Además, cabría esperar que las siliconas de fotocurado a gran profundidad se viesen particularmente perjudicadas por la incorporación de un agente fluorescente.

Por consiguiente, existe la necesidad de una silicona fotocurable que tenga una mejor PDC y que permita la detección del polímero curado mediante la incorporación de un agente fluorescente.

Sumario de la invención La presente invención proporciona composiciones curables de silicona que se pueden curar usando luz, humedad o una combinación de luz y humedad. Opcionalmente, también se puede usar calor, solo o además de la luz y/o la humedad, para acelerar o iniciar el curado de las composiciones. Las composiciones de la invención incluyen un agente de detección fluorescente y un sistema de curado, cuya combinación proporciona un producto curado que es fácilmente detectable debido a la fluorescencia y que tiene la capacidad de curar a grandes profundidades. De forma deseable, la composición polimérica de silicona es fotocurable tanto en condiciones de luz visible como ultravioleta (UV) , y de forma ventajosa puede incluir grupos de curado por humedad para mejorar las opciones de curado y proporcionar alternativas de aplicación adicionales.

Tradicionalmente la PDC ha supuesto un reto con composiciones de fotocurado de silicona, principalmente debido a la dificultad a la hora de conseguir hacer penetrar la luz necesaria para el curado en toda la profundidad de la composición. El curado incompleto afecta a las propiedades de comportamiento y en general es poco deseable. La incorporación de un agente, tal como un agente fluorescente, que compite con el sistema de fotocurado, parece contrario a la convención puesto que cabría esperar que la capacidad para curar, y en particular para curar a profundidades aceptables a nivel comercial, se viese más perjudicada por la presencia del agente fluorescente. La presente invención supera esta dificultad mediante la incorporación adicional de un fotoiniciador sólido en combinación con un disolvente. Esta combinación proporciona una composición detectable de silicona que tiene la capacidad de fotocurarse completamente a grandes profundidades.

En un aspecto de la presente invención, se proporciona una composición curable de silicona que incluye: a) una resina fotocurable de silicona; b) un fotoiniciador sólido; c) un disolvente para el fotoiniciador sólido; y d) un colorante fluorescente.

Un aspecto adicional de la presente invención se refiere a un método de preparación de una composición fotocurable de silicona, que incluye: a) el suministro de una resina curable de silicona; y b) la mezcla de la resina curable de silicona con un sistema de curado que incluye i) un fotoiniciador sólido, ii) un disolvente para el fotoiniciador sólido, y iii) un colorante fluorescente.

Otro aspecto más de la presente invención se refiere a una composición de silicona que incluye a) el producto de reacción de una resina fotocurable de silicona; b) un sistema de curado que incluye una premezcla de un fotoiniciador sólido y un disolvente para el fotoiniciador sólido; y un colorante fluorescente. De forma deseable, el disolvente puede ser un disolvente no polar como se describe posteriormente en el presente documento.

En otro aspecto, un método para la detección de la presencia de una composición de silicona que incluye el suministro de una composición de silicona de la invención sobre el sustrato; la exposición de la composición de silicona a una luz de la longitud de onda adecuada para activar una respuesta óptica por el agente fluorescente sin provocar la fotocurabilidad de la composición de silicona; y la observación de la posterior emisión presente como indicación de la presencia de la composición de silicona. La selección de la longitud de onda y la cantidad de tiempo de exposición a la luz se pueden seleccionar de manera que el... [Seguir leyendo]

1. Una composición curable de silicona que comprende:

(a) una resina fotocurable de silicona que comprende un grupo de curado por radicales libres seleccionado entre acriloxi, metacriloxi, vinilo y sus combinaciones;

(b) un fotoiniciador sólido seleccionado del grupo constituido por óxido de bisacilfosfina, óxido de acilfosfina y sus combinaciones;

(c) un disolvente para el fotoiniciador sólido; y 10 (d) un colorante fluorescente.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el disolvente es no polar y está seleccionado entre un silano, un fotoiniciador líquido y sus combinaciones.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que el fotoiniciador sólido se combina con un segundo fotoiniciador diferente al fotoiniciador sólido, en el que el segundo fotoiniciador está seleccionado entre fotoiniciadores UV, fotoiniciadores de luz visible y sus combinaciones.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que el fotoiniciador sólido está seleccionado entre óxidos de 20 bisacilfosfina.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que el polímero de silicona comprende un grupo de curado por humedad seleccionado entre alcoxi, acetoxi, enoloxi, ariloxi, oxima, amino, N, N-dialquilamino, N, N-dialquilaminoxi, N-alquilamido, y sus combinaciones.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina fotocurable de silicona tiene la siguiente estructura:

** (Ver fórmula) **

en la que MA es un grupo metacriloxialquilo, R1 y R2 pueden ser iguales o diferentes y son grupos hidrocarbilo monovalentes que tienen hasta 10 átomos de carbono, o grupos hidrocarbilo halo o ciano sustituidos, y n se encuentra entre 1 y 1200.

7. La composición de la reivindicación 1, que además incluye un catalizador de curado por humedad.

8. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición comprende un sistema de curado que incluye el fotoiniciador sólido disuelto o disperso en un fotoiniciador líquido.

9. La composición de la reivindicación 1 que comprende:

una premezcla que comprende un primer fotoiniciador que comprende un miembro seleccionado del grupo constituido por un óxido de bisacilfosfina, óxido de acilfosfina y sus combinaciones, y un segundo fotoiniciador diferente del primero, y al menos un disolvente no polar.

10. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición es una composición de silicona de doble curado 45 por luz/humedad que tiene una profundidad de curado mejorada que comprende (a) un componente de silicona curable por luz-humedad que comprende un grupo de curado por radicales libres seleccionado entre acriloxi, metacriloxi, vinilo y sus combinaciones;

(b) una premezcla de un fotoiniciador seleccionado del grupo constituido por óxido de bisacilfosfina, óxido de 50 acilfosfina y sus combinaciones en un vehículo disolvente;

(c) un colorante fluorescente; y

(d) un catalizador de curado por humedad.

11. Un método de preparación de una composición fotocurable de silicona de acuerdo con la reivindicación 1 que 55 comprende:

(a) el suministro de una resina fotocurable de silicona que comprende un grupo de curado por radicales libres seleccionado entre acriloxi, metacriloxi, vinilo y sus combinaciones; y

(b) la mezcla del polímero curable de silicona con un fotoiniciador sólido seleccionado del grupo constituido por

óxido de bisacilfosfina, óxido de acilfosfina y sus combinaciones, un disolvente para el fotoiniciador sólido, y 5 un colorante fluorescente

12. Una composición que comprende el producto de reacción de la composición de la reivindicación 1.

13. Un método para detectar la presencia de una composición de silicona que comprende:

el suministro de una composición de silicona de acuerdo con la reivindicación 1; la iluminación con una luz de la longitud de onda adecuada para permitir la absorción por el agente fluorescente; y la observación de la emisión fluorescente posterior como indicación de la presencia de la composición de silicona.

14. Un método para usar la composición de la reivindicación 1 para unir y/o sellar juntos dos sustratos, que comprende las etapas de:

(a) la aplicación de la composición a al menos una de las superficies de los dos sustratos; 20 (b) el acoplamiento de las superficies del sustrato en relación limítrofe para formar un ensamblaje;

(c) la exposición de la composición a condiciones de curado; y

(d) el mantenimiento de la relación limítrofe durante un tiempo suficiente para permitir que la composición se cure.

15. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición tiene una profundidad de curado de 15 mm a 50 mm.